图为无人农场智慧生产示意图。 长三角智慧农业研究院供图
春耕时节，记者来到江苏省昆山市陆家镇的一处连片麦田。放眼望去，看不到忙碌的农民，只见一架无人机在麦田上空盘旋。
“这里是无人农场，大田面积有3840亩，主要种植水稻和小麦。从去年开始，我们运用大数据、人工智能、自组通信网络等技术，使用多旋翼无人机、无人驾驶拖拉机、收割机、智能灌溉闸门等一系列智能装备，构建了这样一个少人化管理、无人化作业的智慧农业生产场景。”工程师耿博健告诉记者，他来自中国农业科学院长三角智慧农业研究院，专注于无人农场的研发与日常运维。
近年来，昆山市农业农村局聚焦智能农机和智慧农业，加大科技兴农力度，着力打造智慧场景，推进农业数字化建设，让会种田变“慧”种田。2021年，苏州市与中国农科院签约共建中国农科院华东农业科技中心，无人农场正是其中的一个项目。
“智慧大脑”统筹决策
时间更短效率更高
循着田间小路，来到一处写着“智慧田园指挥决策中心”的白色房子，这便是无人农场的“智慧大脑”。走进去，一名年轻人正盯着一块大屏，屏幕中可以看到成片的麦田不断从画面中掠过，两侧数据在不断变化。原来，这名年轻人正在操控无人机执行日常巡田任务。
这个“智慧大脑”包括了农情监测、农机管理、农资管理、无人机管控、农事管理、智慧灌溉、设备预警、分析决策等模块。
从大屏上的实时数据来看，无人机并非匀速飞行，而是在某个地块明显放慢了速度。无人机放慢速度在做什么？见记者疑惑，耿博健带头走出大厅，“走，带你去田里看看。”
漫步在机耕路上，周边的麦苗随风摆动。“以前巡田，需要好几个人骑着电动车到一个个田块去看，每人负责几百亩地，巡查下来至少一个半小时。现在，无人机巡田半个小时就足够了，作物长势的数据还能一并采集到位。”耿博健说。无人机舱就设在指挥大厅的屋顶上，工作人员只需在指挥大厅中操作界面，就能规划无人机的路线并下发巡田任务。
经过一个平台，只见数台设备正在运行。“这是农情小站，我们采集数据全靠这些‘眼睛’。”耿博健介绍，农情小站里的小型气象观测站，可以实时采集温度、湿度、风力、雨量等气象数据。除此之外，还有虫情测报仪和孢子捕捉仪等设备。
抬眼远望，隐约可以看到每块田里都立着一个小型设备。“那是土壤墒情监测仪，主要用来记录土壤的温度、湿度还有实时水位。无人农场采用智能灌溉系统，一旦检测到土壤湿度较低，就会自动开闸灌水。”耿博健说。
手机程序远程操控
数据赋能科学种田
走了好一会儿，终于来到了刚才无人机缓慢飞行的地块。农场管理人员沈俊杰正在田里查看。“这块地麦苗长势偏缓，此次施肥就要比别的地块多追一点儿，只需无人机飞慢一些、增加驻留时间即可实现。”沈俊杰介绍。
沈俊杰是江苏省农垦农业发展股份有限公司的工作人员，他与另外3名同事负责这片将近4000亩无人农场的农事，平时的工作就是通过监测设备以及无人机来采集田间数据。数据传回后，指挥中心会根据作物模型分析计算作物的长势情况，并结合数据库给出建议，指导科学种田。
“通过手机应用程序，我们就能收到指挥中心发送的提示，还能远程给无人农机下达作业任务。”沈俊杰打开手机向记者展示。“去年我们两台无人农机同时作业，收割机在这片田里收割，另外一边的拖拉机在刚收割完的田里进行耕整地作业，为后续的播种做准备。”沈俊杰回忆道。
沈俊杰所说的无人农机正停在库房里，个个都是大块头，有耕播机、插秧机、植保机、收割机等，都安装了北斗导航系统。管理人员只需设定好路线和任务，远程“点火”，这些农机就能自己去田里工作了。
“这些机器出厂的时候可不是无人农机，都是我们的技术团队改装的。如今已经个个身怀‘绝技’。”耿博健介绍。眼前的收割机除了常规的无人驾驶功能，还加装了能够监测谷物破碎率、含杂率、损失率的设备，可以及时调整作业参数，提升作物收获质量。
无人农机协同配合
自动作业覆盖全程
无人农场的建设管理，离不开一支支研发团队的保障支持。农场不远处，就是中国农业科学院华东农业科技中心，如今入驻了主要作物智能农机装备与技术创新团队、智慧农业创新团队、农产品初加工智能装备创新团队、农田灌排科技创新团队等6个科研团队。
在智能农机装备研发办公室里，主要作物智能农机装备与技术创新团队的成员们正在研究农机自主避障技术，团队成员之一的刘岗微主要负责无人拖拉机的研发。
“目前拖拉机辅助驾驶系统仅可实现直线无人作业。以耕地为例，虽然可以自动沿直线行驶，但无法自动掉头，必须由拖拉机手及时接管方向盘掉头，才能继续进行直线导航作业。”刘岗微的工作就是让拖拉机实现自主掉头作业。为此，他对一些部件和控制系统做了改进，还尝试将人工驾驶模式、辅助驾驶模式、无人驾驶模式集合成一键切换，方便农户操作。
“无人农机目前已实现静态障碍物避障，接下来将着眼于降低改装成本与较好实现动态障碍物避障的技术攻关。”刘岗微告诉记者，如果田间有其他农具，无人农机会绕行并发出提示；田块周边还设置了电子围栏，如果无人农机作业时出圈，会立刻自动停机。
“我们还研发了运粮车，跟收割机联网后通过协同作业模型自动控制运粮车启动、前进、卸粮等作业，大大提高无人农机间协同作业的效率。”刘岗微如数家珍。
在这里，无人装备已经覆盖稻麦生产耕、种、管、收的全程作业。耕播机可一并完成施肥、耕地、播种作业；收割机在收割的同时监测谷物收获质量，并将相关数据上传至数据平台，还能将稻草切碎还田或交由打包机打捆进行有机处理；收获的稻麦由无人车运到农场的烘干中心实现自动烘干入库……
“再过俩月，冬小麦就该收获了，农机齐上阵，热火朝天。”耿博健笑着对记者说。
