中國農(nóng)業(yè)的未來有多美
——專訪國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心首席科學(xué)家蘭玉彬院士

本刊記者 溫靖，郭黎，朱逸銘

2021年11月13日，中美雙邊精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)高端論壇暨中國（濰坊）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高端論壇通過網(wǎng)絡(luò)在線的形式盛大舉行，中國（北京、山東、天津）、美國等地相關(guān)高等院校、科研院所的專家學(xué)者和國內(nèi)企事業(yè)單位的科技工作者通過直播平臺及中國知網(wǎng)在線教學(xué)服務(wù)平臺“學(xué)術(shù)大講堂”同步參加了會(huì)議。論壇中，外籍院士和國家重點(diǎn)人才工程特聘專家、海外名師、重點(diǎn)科研項(xiàng)目首席科學(xué)家蘭玉彬院士分享的《精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)在生態(tài)無人農(nóng)場的應(yīng)用》引起了與會(huì)者的廣泛興趣，會(huì)議間隙，《農(nóng)業(yè)信息化》記者慕名專訪了蘭玉彬院士。

智慧農(nóng)業(yè)“描繪”下的未來農(nóng)場

在蘭院士會(huì)上分享的PPT中，一幅農(nóng)人喝著咖啡悠閑耕作的“美圖”十分搶眼！會(huì)后，在接受記者采訪時(shí)蘭院士對記者說：“這張是國外描述未來農(nóng)場的示意圖，主要是表現(xiàn)農(nóng)民坐在室內(nèi)喝著咖啡從事各種田間農(nóng)場作業(yè)的情景?！碧m院士在會(huì)上由“智慧農(nóng)業(yè)描繪下的未來農(nóng)場”開篇，著重介紹了“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)在生態(tài)無人農(nóng)場的應(yīng)用”和他的“生態(tài)無人農(nóng)場”建設(shè)構(gòu)想，并用大量的實(shí)踐結(jié)論層層論證了中國生態(tài)無人農(nóng)場的發(fā)展建設(shè)可能性。他于2017年首個(gè)提出了“生態(tài)無人農(nóng)場”的理念，以期解決未來“誰來種地”“生態(tài)環(huán)境惡化”“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降”等問題。

說到未來誰來種地？蘭玉彬院士在會(huì)上欣然誦讀了一段詩句：

春風(fēng)拂面楊柳黃，

高陽沃野換綠裝。

田間不見農(nóng)人影，

惟有農(nóng)機(jī)騖自忙。

據(jù)蘭院士介紹，2019年，山東省淄博市在農(nóng)圣賈思勰當(dāng)年任太守的臨淄區(qū)朱臺鎮(zhèn)建立了國內(nèi)首個(gè)生態(tài)無人農(nóng)場。這是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部原黨組成員畢美家先生2019年3月視察生態(tài)無人農(nóng)場時(shí)以《贊生態(tài)無人農(nóng)場》為題作了這首“四句詩”。詩中描繪的生態(tài)無人農(nóng)場景象，讓記者對“未來誰來種地”找到了答案。記者懷著一份期待暢想著未來，不由得問：相對國外農(nóng)人，是不是中國的農(nóng)人今后也可以在屋子里喝著香茶，看著無人農(nóng)機(jī)在田間忙活？蘭院士親切地回答說：未來農(nóng)業(yè)應(yīng)該是這樣的，但要實(shí)現(xiàn)它需要很長時(shí)間的共同努力！

蘭院士介紹說：生態(tài)無人農(nóng)場融合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)裝備、綠色植保技術(shù)、無人機(jī)、機(jī)器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、3S、5G等眾多高新技術(shù)；依托各種傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)，通過天、空、地一體化信息監(jiān)測系統(tǒng)獲取農(nóng)情信息，實(shí)現(xiàn)地空一體化智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人和農(nóng)業(yè)裝備等協(xié)同作業(yè)；整個(gè)農(nóng)場具備生態(tài)化優(yōu)先、可持續(xù)化發(fā)展、循環(huán)化利用、立體化感知、常態(tài)化預(yù)警、智能化決策、無人化作業(yè)、精準(zhǔn)化管理、可視化操作的功能；呈現(xiàn)田間不見農(nóng)人影，惟有農(nóng)機(jī)騖自忙的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新氣象，是可復(fù)制易推廣的綠色、生態(tài)、循環(huán)、智能、高效、跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)的智慧農(nóng)業(yè)新模式，是大系統(tǒng)綜合的新業(yè)態(tài)。

蘭玉彬院士向與會(huì)者描繪了一個(gè)能夠清淅可見的中國農(nóng)業(yè)美好未來，令人無限遐想、無比期待！

生態(tài)無人農(nóng)場——夢不再遙遠(yuǎn)

相比于“外籍院士”的標(biāo)簽，回國多年的蘭玉彬院士更是樂意在領(lǐng)域內(nèi)被大家稱為“蘭教授”。在他分享的PPT上，記者注意到他的自我簡介里寫的是“山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)電子工程學(xué)院、人工智能學(xué)院特聘教授，國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心主任、國家外專局和教育部精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)研究學(xué)科創(chuàng)新引智基地項(xiàng)目負(fù)責(zé)人”，而對領(lǐng)域內(nèi)人盡皆知的“外籍院士”的身份只字未提，他直言：院士只是一個(gè)學(xué)術(shù)榮譽(yù)，與其它身份比起來并無什么特別。

記者寫稿時(shí)，一遍遍地瀏覽蘭院士關(guān)于“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)在生態(tài)無人農(nóng)場的應(yīng)用”PPT，從蘭院士高度密集的做了大量致力于中國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的具體研究中，記者一點(diǎn)點(diǎn)地讀出了一位農(nóng)業(yè)科學(xué)家的愛國情懷和對于故鄉(xiāng)、故土的深厚感情。1961年出生于吉林農(nóng)安、1982年本科畢業(yè)于原吉林工業(yè)大學(xué)，1989年出國留學(xué)并于1994年獲得德州農(nóng)工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程博士學(xué)位的蘭玉彬院士在國外工作多年，卻很少“飆”外語，至今依舊是鄉(xiāng)音未改，初心不變。在他的深層次思考中，“今后誰來種地”的問題，始終縈繞在心。

低調(diào)的蘭玉彬院士其簡歷卻是那么的卓而不凡。他現(xiàn)任國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空學(xué)會(huì)（ISPAA）主席、國際農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)（CIGR）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空工作委員會(huì)主席、世界無人機(jī)聯(lián)合會(huì)副主席、中國航空植保科技創(chuàng)新聯(lián)盟常務(wù)副理事長、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部航空植保重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系棉花田間管理機(jī)械崗位科學(xué)家。入選山東省“一事一議”引進(jìn)頂尖人才、廣東省“珠江人才計(jì)劃”領(lǐng)軍人才、北京市特聘專家，美國德州農(nóng)工大學(xué)和美國德州農(nóng)業(yè)生命研究中心（Texas AgriLife Research Center）兼職教授。

從1993年迄今，在長達(dá)數(shù)十年從事精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)/精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)研究中，蘭玉彬教授深入實(shí)踐、潛心鉆研，連續(xù)發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中被SCI/EI收錄200余篇，近年來曾兩次獲得中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)、中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)40周年優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，授權(quán)發(fā)明專利70余項(xiàng)；出版了《精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)與應(yīng)用》和《精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空植保技術(shù)》兩部專著；他在國際上首倡“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空”理念和技術(shù)路線及體系，率先開展了農(nóng)業(yè)航空遙感和精準(zhǔn)航空施藥相結(jié)合的研究工作，領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)率先建立了國內(nèi)首個(gè)“生態(tài)無人農(nóng)場”，曾獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)航空分會(huì)“農(nóng)業(yè)航空發(fā)展貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、美國農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會(huì)（ASAE）德州分會(huì)“杰出青年農(nóng)業(yè)工程師”獎(jiǎng)、美國農(nóng)業(yè)和生物工程師學(xué)會(huì)德州分會(huì)“農(nóng)業(yè)工程年度人物獎(jiǎng)”、美國農(nóng)業(yè)部南方平原研究中心杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、世界無人機(jī)聯(lián)合會(huì)“中國無人機(jī)行業(yè)引領(lǐng)推動(dòng)獎(jiǎng)”等。他被業(yè)界公認(rèn)為國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的開創(chuàng)者、中國植保無人機(jī)技術(shù)的領(lǐng)軍人物，對推動(dòng)世界精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空學(xué)科發(fā)展及交流，特別是對中國農(nóng)業(yè)航空及植保無人機(jī)的應(yīng)用發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)，被科技日報(bào)譽(yù)為“帶領(lǐng)中國農(nóng)業(yè)航空飛上新高度”的當(dāng)代科學(xué)家。

在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)成就等身、享譽(yù)中外的蘭院士與凡人一樣，也有著一個(gè)要將父輩從“面朝黃土背朝天”的人工勞作之苦中拯救出來的兒時(shí)夢，這個(gè)夢隨著身懷一顆強(qiáng)烈赤子之心的他“走出去又飛回來”而變得更加清晰，不再遙遠(yuǎn)——數(shù)十載的苦心學(xué)研，為的不正是“生態(tài)無人農(nóng)場”的終將實(shí)現(xiàn)嗎？

一群人 一件事 一條心

蘭玉彬院士率領(lǐng)著一支在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域可謂是響當(dāng)當(dāng)?shù)木J隊(duì)伍——國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心和山東理工大學(xué)分中心團(tuán)隊(duì)。青一色的年輕人在這位首席科學(xué)家的言傳身教下，以不俗的成績顯示了團(tuán)隊(duì)整體的科研水平和創(chuàng)新能力。

近年來，在國家對發(fā)展農(nóng)用無人機(jī)的政策扶持和資金支持下，這個(gè)團(tuán)隊(duì)精誠團(tuán)結(jié)、同心協(xié)作，從2015-2020年，使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)操控向半自動(dòng)化、自動(dòng)化、自動(dòng)化/智能化過程的轉(zhuǎn)變和發(fā)展。

2018年9月20日，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技教育司指導(dǎo)，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心和中國農(nóng)學(xué)會(huì)共同主辦的“2018中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展高峰論壇”中，植保無人機(jī)作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的重要組成部分之一入選為《2017年中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村十大新裝備》；

2020年12月18日，中國工程院《全球工程前沿2020報(bào)告》在京發(fā)布。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的Top9工程開發(fā)前沿中，“植保無人飛機(jī)病蟲害智能識別與精準(zhǔn)對靶施藥”位列其中；

2014年-2019年，超低量農(nóng)藥噴施、輔助授粉、撒播、棉花落葉劑噴施應(yīng)用（新疆）、爆發(fā)性病蟲害的快速應(yīng)對能力，推動(dòng)了主要糧食作物農(nóng)業(yè)航空統(tǒng)防統(tǒng)治的進(jìn)程；

2018年5月，在河南安陽市，項(xiàng)目承擔(dān)單位“安陽全豐”出動(dòng)油動(dòng)和電動(dòng)植保無人機(jī)1000余架、植保作業(yè)飛手1000余人，開展了聲勢浩大的“200萬畝小麥航空統(tǒng)防統(tǒng)治”作業(yè)，獲得了中國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣協(xié)會(huì)會(huì)長陳生斗的高度評價(jià)，稱其在中國無人機(jī)飛防發(fā)展史上具有里程碑的意義，推行無人機(jī)大面積植保統(tǒng)防統(tǒng)治，可以充分發(fā)揮新型植保無人機(jī)作業(yè)效率高、防治效果好等優(yōu)勢，集中展示現(xiàn)代植保無人機(jī)的智能化、信息化和科技化水平。

在生態(tài)無人農(nóng)場建設(shè)中，蘭玉彬院士率團(tuán)隊(duì)加快了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空與人工智能的結(jié)合應(yīng)用的步伐。

2018年第六屆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空會(huì)議召開，成立了國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空學(xué)會(huì)（ISPAA），并創(chuàng)辦了國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空學(xué)報(bào)。建成了包括“農(nóng)業(yè)航空遙感、農(nóng)業(yè)航空作業(yè)平臺研究、農(nóng)業(yè)航空噴施霧化研究、農(nóng)業(yè)航空檢測技術(shù)、農(nóng)業(yè)航空藥效研究、農(nóng)業(yè)航空傳感器開發(fā)、農(nóng)業(yè)航空大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)學(xué)研合作、農(nóng)業(yè)航空人工智能”等9個(gè)專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空實(shí)驗(yàn)室。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合安陽全豐、南京農(nóng)機(jī)所共同申報(bào)獲批了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部航空植保重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭院士親自擔(dān)任了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。

依托電子工程學(xué)院和國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)研究中心，成立了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)人工智能學(xué)院，以智慧農(nóng)業(yè)為引領(lǐng)，發(fā)展農(nóng)業(yè)人工智能學(xué)科。

蘭玉彬院士出版了個(gè)人研究專著9部，依托前期建設(shè)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空精品在線開放課程，成功申報(bào)《小型飛行器基礎(chǔ)（精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)及應(yīng)用）》為國家級一流線上線下混合式課程；《IJABE》和《華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》出版精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空專欄/?？?、出版《華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》——農(nóng)業(yè)人工智能?？F(tuán)隊(duì)在中國《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》（EI）所發(fā)表的論文“植保無人機(jī)航空噴施作業(yè)有效噴幅的評定與試驗(yàn)”先后成功入選第六屆中國科協(xié)優(yōu)秀科技論文和2021年中國科技期刊農(nóng)林學(xué)科年度優(yōu)秀論文特等獎(jiǎng)。

2018年7月20-22日，在河南安陽縣瓦店鄉(xiāng)，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心主辦，蘭院士所在的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)承辦了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)示范區(qū)現(xiàn)場展示暨研討會(huì)，受到社會(huì)廣泛關(guān)注。

2019年7月9-11日，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)作為標(biāo)桿項(xiàng)目，第二次在河南安陽進(jìn)行重點(diǎn)專項(xiàng)示范區(qū)現(xiàn)場展示。同年11月25日，科技部成立了由中國工程院院士、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長鄒學(xué)校任組長的評估工作組對國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備”這一標(biāo)桿項(xiàng)目進(jìn)行了評估調(diào)研；2021年10月21-27日，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備”的科研成果應(yīng)邀參加國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展。

為了快速獲取田間的雜草分布信息，為精準(zhǔn)施藥提供決策依據(jù)，2016年對中國農(nóng)用植保無人飛機(jī)發(fā)展形式分析與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了評估，2018年發(fā)布了對農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼引導(dǎo)植保無人飛機(jī)規(guī)范應(yīng)用試點(diǎn)工作評估報(bào)告。圍繞著“農(nóng)田的無人巡查、病蟲草害監(jiān)測、旱情、出苗率評估、產(chǎn)量預(yù)測”，基于無人機(jī)低空遙感對棉花生長狀況監(jiān)測；基于點(diǎn)特征檢測的農(nóng)業(yè)航空遙感圖像配準(zhǔn)算法研究、無人機(jī)影像的蠕蟲孢子斑?。℉LB）檢測、高分辨率無人機(jī)可見光遙感影像估算新疆棉花品質(zhì)研究、無人機(jī)低空遙感圖像的棉花水-肥農(nóng)情分析和無人機(jī)遙感圖像的水稻雜草識別，進(jìn)行了農(nóng)業(yè)航空遙感與農(nóng)情解析。實(shí)現(xiàn)了理論研究與技術(shù)突破：面向?qū)ο髨D像分析算法的參數(shù)優(yōu)化；深度學(xué)習(xí)分析算法的細(xì)節(jié)信息改善。

同時(shí)還開展了智能化無人機(jī)作業(yè)和智慧果園精準(zhǔn)管控實(shí)踐，進(jìn)行了高工效智能化無人機(jī)作業(yè)技術(shù)研發(fā)；基于開源飛控的多旋翼無人機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺研制；利用開源飛行控制器可以靈活地安裝和更換各種附加的傳感器和作業(yè)裝置，定制滿足不同實(shí)驗(yàn)要求、載重需要以及應(yīng)用場景的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。創(chuàng)建了基于紅外熱像儀和多尺度特征融合的柑橘冠層施藥沉積量分類模型，解決了精準(zhǔn)快速分類果樹冠層的施藥沉積量，及時(shí)反饋?zhàn)魑锼幰郝﹪?、少噴等問題。

上述羅列的一組組數(shù)據(jù)和一樁樁大事記，是蘭玉彬院士團(tuán)隊(duì)數(shù)年如一日，一條心做好一件事的有力見證。這是一支勤于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新、高效務(wù)實(shí)的團(tuán)隊(duì)，相信有這樣一群人的推動(dòng)和帶動(dòng)，生態(tài)無人農(nóng)場的鴻鵠之夢在中國一定能夠?qū)崿F(xiàn)！