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努力推动我国智能农机装备行业创新发展

时间:2019-09-13    点击量:

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  中国机械工业联合会机经网发布时间:2019-08-23 13:56:17 来源:北京市科学技术委员会

  “农,天下之大本也,民所恃以生也。”农业自古都是关乎国计民生的大事。现代农业装备则直接影响我国农业现代化水平,影响中国人的饭碗是否能够牢牢端在自己手上。研发田间作业装备,推广保护性耕作技术,建设农业装备数字化设计平台,创制农业机器人技术装备,创新生鲜农产品检测方法……一切都是为了团队的梦想——“我们的目标是以智能农机将农民从繁重的劳动中解放出来。”现代农业装备优化设计北京市重点实验室主任宋正河充满憧憬。这支团队,来自于2011年北京市科委认定的现代农业装备优化设计北京市重点实验室。

  “农,天下之大本也,民所恃以生也。”农业自古都是关乎国计民生的大事。现代农业装备则直接影响我国农业现代化水平,影响中国人的饭碗是否能够牢牢端在自己手上。

  研发田间作业装备,推广保护性耕作技术,建设农业装备数字化设计平台,创制农业机器人技术装备,创新生鲜农产品检测方法……一切都是为了团队的梦想——“我们的目标是以智能农机将农民从繁重的劳动中解放出来。”现代农业装备优化设计北京市重点实验室主任宋正河充满憧憬。

  这支团队,来自于2011年北京市科委认定的现代农业装备优化设计北京市重点实验室。就是这支团队,正在悄然突破我国农业装备发展的瓶颈,努力推动我国智能农机装备行业创新发展。

  实验室依托于中国农业大学,由工学院负责组织建设,围绕我国现代农业“智能、增效、精细、环保”发展战略需求,瞄准国际上高端农业装备前沿技术,紧密结合北京都市型现代农业发展对先进、适用、节能、减排新型农业机械的需要,在“土壤-机器-植物互作机理及系统优化、农业装备数字化设计理论及方法、农业机器人及光机电液一体化设计”三个方向开展更加深入的基础理论与应用基础研究。

  围绕这三大研究方向,实验室逐步形成了不同的研究团队,在保护性耕作技术与装备、电驱气力式玉米精量播种技术及装备、农业装备数字化设计关键技术与支撑平台、饲草料生产机械化关键技术及装备、蔬菜田间作业动力机械智能化技术与装备、食用肉品质量高通量原位无损快速检测关键技术与装备、农业机器人技术与装备、都市农业农机装备检测监测平台等方面取得了系列突破。

  保护性耕作团队通过多年研究,在保护性耕作理论、机具、效应等方面取得重大进展。其中以秸秆覆盖条件下动力驱动防堵的理论与方法、免耕切缝开沟技术与方法、少耕除草与种床整备技术与方法独具特色。

  该团队还在河北涿州中国农业大学教学实验场开展保护性耕作节水效应试验,重点研究秸秆还田、少免耕播种等技术,检验种植冬小麦的节水效应,明确节水灌溉方法,对京津冀地下水保护具有指导作用。

  为了便于农民了解接受保护性耕作技术,团队深入农村,为百姓试验示范,同时,实验室还主编了《保护性耕作技术》科普图书,并荣获国家科技技术进步二等奖,联合国粮农组织、世界银行等10多个国际组织已将该书翻译成英、法、俄等9种语言。

  此外,数字化设计团队根据现代农业装备的功能需求和设计特点,重点研究了农业装备数字化设计的理论和方法、农业装备数字化快速设计、虚拟样机仿真分析、可靠性设计与评价、虚拟概念设计、虚拟装配和虚拟试验等关键共性技术。

  宋正河介绍,这些研究突破了基于知识工程的数字化快速设计方法、基于多平台协同仿真分析的虚拟样机技术和基于虚拟现实技术的虚拟试验方法等农业装备数字化设计方法与关键技术。

  解放农民劳作,提升作业效率,也对农业机器人与智能测控仪器装备的研发提出了更高的要求。

  该团队通过紧密结合农业需要,研制了农业机器人研究通用移动平台、农业装备共性参数测控仪、农畜产品品质安全快速无损检测技术装备等,提高了我国农业智能化装备的研发和测试能力,推动了相关产业化体系的形成与发展。

  其中,农业机器人团队研发的果实信息获取与感知技术、果蔬采摘机器人、智能锄草机器人等多项关键技术及装备通过了教育部科技成果鉴定,并在北京市通州国际种业科技园、北京国际都市农业科技园等地进行推广与示范应用,引领智能农业装备技术发展,为首都现代农业科技增加了闪光点,为普通百姓了解现代化农业装备提供了展示平台。

  “我们通过走访调研发现,生鲜农产品品质安全的传统检测方法破坏样品、检测效率低、人为误差大等问题,一直是困扰农产品生产企业和品质监管部门的难题,他们迫切需要快速无损检测技术。”团队相关科研人员介绍说。

  针对这一难题,畜肉无损检测研发团队攻坚克难,完成的“生鲜肉品质无损高通量实时光学检测关键技术及应用”获得2017年度国家技术发明奖二等奖。该项目发明了生鲜肉剩余货架期的无损预测方法、生鲜肉品质的特征图谱动态辨识解析建模关键核心技术,建立了定量预测模型及模型库,创制了生鲜肉品质的无损高通量移动式、在线式、便携式等系列光学检测装备。

  中国农学会评价专家组认为:“肉品新鲜度、色泽、细菌总数、果蔬农药残留无损检测技术居国际领先。”

  实验室迅速将技术应用于市场,与北京卓立汉光仪器有限公司、北京御香苑畜牧有限公司、北京绿富隆农业股份公司、北京科丰恒业仪器仪表有限公司等合作,在畜禽产品质量监测装备研发方面进行了产业化应用,取得了显著的经济效益和社会效益。

  此外,在保护性耕作方面,为了解决农业灌溉导致的水资源浪费以及土壤侵蚀等问题,召开系列京津冀(含山东)保护性耕作论坛。

  在提到如何打造一个高水平实验室时,宋正河说:“实验室应立足本地需求、国家战略,有眼光、有情怀,为国家提供中国方案,用最大的情怀服务国家‘三农’战略。”

  然而实验室发展最重要的还是人才。“人才是实验室发展的软实力。”宋正河说。实验室依托中国农业大学,积极引进人才,形成了一支由2名长江学者为学科带头人、20余名教授为研究方向带头人、34名中青年教师为骨干的科研团队。

  同时,实验室近年来承担了120余项科研项目,完成对外技术服务项目近20项。申请国家发明专利300余项,在国内外学术刊物上发表学术论文400余篇,其中SCI收录论文30余篇、EI收录论文250余篇,编写著作2部,获省部级以上科技成果奖励共5项,其中国家级成果奖2项、省部级成果奖4项。这些闪耀的科研成果,正是这支团队不忘初心,凝心聚力的证明。

  实验室还多次参与教育部援非项目,为非洲高校、政府提供农业、技术、装备等培训,提高落后地区农业发展,并积极开展“一带一路”沿线项目合作,为推动我国农机装备行业产业国际化贡献了力量。

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