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盈車嘉穗、倉箱可期，古代農(nóng)業(yè)全仰仗風(fēng)調(diào)雨順的自然饋贈。而對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)而言，碩果累累、穰穰滿家，既少不了天時地利的幫襯和饋贈，也離不開農(nóng)業(yè)科技的助力和支撐。從“背灼炎天光”到“無人化耕作”，以無人機為代表的智慧農(nóng)業(yè)走向田間地頭，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“新主角”。借助農(nóng)業(yè)科技的“千里眼”和“順風(fēng)耳”，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能眼觀六路、耳聽八方。尤其是以無人機為代表的新興科技在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用更是極大地推進了農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)機無人化、生產(chǎn)信息化。

無人機具備成本較低、操作便捷、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢。近年來，我國無人機發(fā)展迅速，其中植保無人機的保有量以每年100%的速度遞增，無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用已成為“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的實踐典范。目前，無人機技術(shù)正深度融合多種數(shù)字信息、傳感技術(shù)，并逐步嘗試通過智能自主協(xié)同控制進行自主決策、協(xié)同工作、植保作業(yè)、遙感監(jiān)測等工作，可見無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的快速落地對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮重要作用。

自主決策是無人機智能自主協(xié)同控制的“智慧大腦”。無人機的自主決策分為適應(yīng)性自主、系統(tǒng)性自主及學(xué)習(xí)性自主等3種類型，其自主決策主要體現(xiàn)在2個方面。一方面是外部態(tài)勢感知技術(shù)，即一種基于地理環(huán)境的敏銳感知能力。依托于視覺感知技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)，無人機可以迅速捕捉地貌形狀、地理環(huán)境、風(fēng)力等級等基礎(chǔ)信息，為后期的農(nóng)業(yè)工作開展提供精準的環(huán)境畫像。另一方面是內(nèi)部態(tài)勢感知技術(shù)，即一種基于設(shè)備機件的自主檢測能力。依托于飛行健康管理系統(tǒng)，無人機可以有效掌握機器的油耗和故障狀況，判斷設(shè)備狀態(tài)，進行故障預(yù)警，以應(yīng)對農(nóng)業(yè)作業(yè)中的不確定性。協(xié)同工作是無人機智能自主協(xié)同控制的“核心樞紐”。一是設(shè)備互聯(lián)。無人機通過5G通信技術(shù)，形成網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)各農(nóng)業(yè)機器的設(shè)備互聯(lián)、信息暢通、工作協(xié)同，從而提升信息準確性。在地形復(fù)雜的區(qū)域，無人機可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)中繼作用，維系系統(tǒng)的正常運行。二是自主操作。在無人機農(nóng)業(yè)作業(yè)領(lǐng)域中引入北斗導(dǎo)航技術(shù)，可以發(fā)揮其自主導(dǎo)航、自主駕駛的功能，使無人機能夠根據(jù)控制中心所設(shè)定的路徑進行操作。通過遠程指令控制，無人機可對玉米、小麥、水稻等農(nóng)作物耕種管收進行全流程的無人化作業(yè)。植保作業(yè)是無人機智能自主協(xié)同控制的“左膀右臂”。一是作業(yè)靈活。無人機能夠突破地域的局限，在水田、山地、丘陵等常規(guī)植保設(shè)備難以進入的區(qū)域進行高效工作。如，甘肅省定西市馬鈴薯種植基地運用T20植保無人機對馬鈴薯田進行噴灑作業(yè)，達到了節(jié)省農(nóng)業(yè)消耗、提高作業(yè)效率、降低管理成本的效果。二是精準高效。無人機在農(nóng)作物0.5～2.0m的距離范圍內(nèi)噴灑藥劑，加上旋翼產(chǎn)生的向下氣流，可以將藥劑直接作用在作物的葉片和莖干上，漂移較少，精確度高，“人藥分離”的效果比人工作業(yè)更加安全、可靠、高效。遙感監(jiān)測是無人機智能自主協(xié)同控制的“智慧天眼”。一是農(nóng)情監(jiān)測。無人機利用遙感技術(shù)，可對農(nóng)作物的生長期、生長狀況、病蟲草害、表型信息、覆蓋率等進行收集評估，為農(nóng)情監(jiān)測提供依據(jù)?；诖髷?shù)據(jù)分析結(jié)果，管理者可提出相應(yīng)對策，適當調(diào)整措施，減少種植障礙，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。二是信息追蹤。利用紅外、圖像分析等技術(shù)對無人機進行監(jiān)控和追蹤，可以獲得更準確的地表情況和作物生長信息。在未來，通過運用無人機及遙感衛(wèi)星，可以實現(xiàn)更大區(qū)域的農(nóng)作物生長監(jiān)控和更大范圍的智能化無人耕種。

總之，無人機技術(shù)賦能農(nóng)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑，未來將引發(fā)更多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的深刻變革?；谏鲜鰬?yīng)用實踐，探討無人機智能自主協(xié)同控制在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用等學(xué)術(shù)著作也越來越多。其中，經(jīng)暨南大學(xué)出版社于2021年10月出版的《多旋翼無人機理論設(shè)計與實踐及人工智能應(yīng)用》一書，對無人機智能化應(yīng)用進行了學(xué)術(shù)探討。該書不僅介紹了多旋翼無人機的飛行原理、動力部件、控制原理與算法和軟硬件系統(tǒng)，還對無人機人工智能的基礎(chǔ)與應(yīng)用進行了深入研究。全書內(nèi)容深入淺出，案例豐富、內(nèi)容翔實，既可作為人工智能等相關(guān)專業(yè)的課堂教材，也可作為無人機工程技術(shù)人員、科研人員的參考用書。

作者：吳思俊 單位：浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院