丘陵山地正在我国农业出产中具有不成替代的感化。我国约有7亿亩丘陵山区农田，占全国耕地总面积的1/3摆布，是粮油糖和特色农产物的主要出产，涉及农业生齿近3亿人。丘陵山区茶园面积占全国的93。39%、果园面积占全国的62。28%、马铃薯播种面积占全国的78。58%、甘蔗播种面积占全国的62。78%、油菜籽播种面积占全国的57。53%、蔬菜播种面积占全国的37。29%。然而，丘陵山区的农业机械化程度较着畅后于平原地域。丘陵山区省份的农做物耕种收分析机械化率仅为53。5%，比全国平均程度低约20个百分点。丘陵地域地形复杂、地块分离且多为坡地，这给农业机械化带来了庞大挑和。丘陵地域农田功课场景多样，次要包罗梯田、果园、茶园和陡坡地步等（图1）。取平原地域比拟，丘陵地域不只需要顺应小地块功课的农机配备，还需要应对多样化的农做植和复杂的农艺流程。我国丘陵地域地形复杂，此中2/3为坡地，这对农机的爬坡、越障及操控机能提出了较高要求。丘陵地域的农做植多样性和田间办理复杂性，使得常规大田农业机械难以顺应。而现有的丘陵农机大多由平原农机而来，相对于丘陵农机，国表里正在平原农机从动化、智能化范畴曾经取得了显著的手艺进展。欧美国度的农业机械公司，通过大数据、物联网和从动化手艺，开辟了具备从动驾驶、数据监测、做物健康诊断等功能的智能农机。例如，美国John Deere公司推出的8R拖沓机具备无人从动驾驶能力，配备传感器、视觉系统和超快图形处置器（GPU），可实现从动功课和转弯，显著提拔了功课效率。国内农机企业也通过引入传感器、卫星定位、无人驾驶等手艺，提拔了农机的功课效率和精度。例如，东方红无人驾驶拖沓机可从动完成玉米播种、水田耕整地和中草药种植功课，还能集群功课，帮帮农人解放双手。此外，多功能一体化农机逐步普及，如中国一拖集团推出的多功能拖沓机，可通过改换附加设备完成播种、施肥、收割等分歧功课。然而，虽然平原农机正在手艺上取得了冲破，集约化出产，从动化程度高但体型较大、沉心较高，难以顺应丘陵地域复杂多样的地形。丘陵地域包罗山地、丘陵、沟壑等，要求农机具备更强的顺应性和矫捷性，大型拖沓机正在丘陵坡面功课时尺寸大、转弯半径受限、可操做性差、不变性不脚、翻倾风险高，丘陵农机的智能化取机械化研发迫正在眉睫。我国对丘陵山区农机配备研发赐与了高度注沉。2023年，出台相关政策支撑研发丘陵山区合用的小型机械和园艺机械。2024年，提出强化粮食出产配备支持，要推进丘陵山区农机配备研发使用；将栽培、品种、植保、农机等范畴专家一同纳入国度现代农业财产手艺系统和农业农村部农做物出产全程机械化专家指点组，鞭策多学科协同攻关、协做推广，推进先辈合用配备和手艺落地；实施农机配备补短板步履，加速丘陵山区合用小型机械等农机配备和环节焦点零部件研发使用。这些行动为丘陵农机的成长供给了无力保障，鞭策新一代消息手艺取农业全财产链的深度融合取使用，加速推进农业财产数字化转型，支持保障国度粮食平安。丘陵山区农机配备的研发取推广是农业现代化历程和农人福祉的环节。跟着手艺的快速成长，机械人正在丘陵农业中的使用展示出显著劣势，出格是正在降低人工劳力投入和提超出跨越产效能方面。正在国度政策的支撑下，加快丘陵山区农机配备的立异研发取普遍使用，将为丘陵山区农业成长注入强劲动力，为村落复兴计谋的实施供给支持，鞭策我国农业迈向高质量成长的新征程。丘陵山区农业出产呈现出奇特的地区特征，这些特征给农机的通行和功课带来了诸多坚苦。针对这些坚苦，目前我国丘陵山区的农业机械化次要面对以下5个方面的挑和。地形复杂。丘陵山区地形崎岖多变，坡度遍及较大，耕地呈现出“狭、小、散、陡”的特点，不适合进行高成本的机械，了大型农机的利用，需要研发适合小地块功课的小型农机。公用农机匮乏。正在我国，针对丘陵地形的农机顺应性不脚，且公用农机较为匮乏。现有丘陵农机产物多基于平原农机产物而成，正在功课过程中受前提限制、功课效率差，机械化劣势无法充实阐扬，缺乏简便、简略单纯功课的公用农机。手艺机能待提拔。取先辈国度比拟，我国的丘陵农机研发取使用起步较晚、产物的分析机能不高，出格是针对丘陵山地的轻量、高效、高不变性的机械相对匮乏，策动机高功率低排放设想制制手艺、刀具抗损降耗优化设想手艺、车架轻量化设想手艺等环节手艺仍有待进一步霸占。农业出产特征限制。正在丘陵山区，种植布局呈现出复杂态势，农做物品种丰硕多样，农艺流程繁杂琐碎，这使得对农业机械化手艺配备的需求也趋于多样化。西南地域凡是采用粮食做物取经济做物间做种植模式。做为马铃薯从产区，西南地域占全国马铃薯种植面积的40。6%，但目前西南丘陵地域马铃薯分析机械化率不脚30%，机播、机收率还正在个位数。农机取农艺不协调。丘陵地域的农艺要求取保守农机功课不婚配，特别是正在爬坡、越障、功课智能化等方面，农机取农艺之间缺乏无效协同，影响了农机的推广和使用。近年来，人工智能（AI）取具身智能手艺等智能化手艺的不竭前进，为丘陵地域农业机械化供给了立异性的处理思。出格是机械人手艺，其正在复杂地形顺应性、精准功课能力和多样化使命施行方面的奇特劣势，使其成为丘陵农业现代化的环节鞭策力。这些新兴手艺的引入，可以或许正在以下5个方面推进丘陵农机的智能化、从动化取高效化，降低人工投入，削减出产成本，鞭策农业出产模式的底子变化。提高丘陵农机复杂地形功课能力。正在坡度较大的区域，AI手艺通过深度进修和计较机视觉手艺，可以或许及时阐发地形、做物消息以及妨碍物，从动规划出顺应性强的功课径，动态调理农机的行驶速度和功课深度，确保机械功课的平稳进行，从而处理丘陵地域高坡地功课的难题，显著提高农机正在复杂地形下的功课能力。为进一步提高农机正在丘陵地域的地形顺应性，能够采用轮脚式设想。轮脚式机械人连系了轮式和脚式的特点，可以或许正在不服展的地面上连结不变，轻松越过小妨碍物。这种设想能够正在连结较高挪动速度的同时，供给雷同脚式机械人的灵活越障机能。提高小地块功课效率。丘陵地域地块小且分离，保守大型农机难以进入，而现有小型农机智能化不脚、人力需求高。具身智能手艺通过提拔农机的矫捷性和切确节制能力，实现狭小地块内的切确径规划和功课节制。农机可正在小地块间挪动，操纵妨碍物检测和空间能力避免碰撞和失误，从而提高功课效率，削减能源和时间华侈。推进农机取农艺的融合。AI手艺通过深度进修分歧做物的农艺要求，实现功课模式取农艺需求的精准婚配。按照做物发展阶段、天气变化和地盘情况，动态调整功课参数，确保功课取农艺要求高度契合。这种融合不只优化了功课过程，还提拔了丘陵地域农业的全体效率。提拔农机对丘陵地域特殊变化的顺应能力。具身智能手艺通过集成多种传感器（如激光雷达、红感器、温湿度传感器等），能够及时的变化并前进履态调整。例如，当土壤湿度较高时，系统会调整耕做深度，以避免土壤过度压实。这种及时和智能顺应能力显著提高了农机正在丘陵特殊下的不变性和顺应性。实现空位协同取资本优化。丘陵地域地步零星，单台农机功课效率低且易华侈资本。通过无人机取地面农机的协同功课，实现对丘陵农田的高效办理和精准功课。无人机能够快速获取农田的地形、做物发展情况等消息，并将数据及时传输给地面农机，使其可以或许按照地形和做物需求进行精准功课。这种协同模式不只提高了功课效率，还削减了因地形复杂导致的功课风险，为丘陵地域的农业现代化供给了新的处理方案。国外正在丘陵农业机械的研发方面，特别是正在高坡度、高湿度等复杂下的机械使用上，已取得显著进展。美国、、日本和意大利等农业手艺领先国度的相关企业，推出了适合丘陵地域的高机能农业机械，这些机械遍及具备较高的智能化程度和全地形顺应能力。其收成机械人和使命通用型拖沓机等功课农机都针对丘陵地形配备了特地的调平系统并设想了特殊的底盘布局。例如，美国AGCO Corporation公司的M410 LC-Hillside结合收割机（图2a）配备了横向调平系统，其横向找平率高达20%，并可正在欧洲山坡上很好地功课；John Deere 5075GL Specialty拖沓机（图2b）采用了低矮设想，高度和宽度约1。22 m，最小离地间隙约227 mm，其动力强劲，可顺应狭小空间和斜坡功课；CNH Steyr plus系列拖沓机（图2c）最高可达120马力，配备适合丘陵功课的新型前轴安拆前搭钮和S-Tech从动，可从动转向。Fendt公司的5275 C SL结合收割机（图2d）专为极端斜坡设想，其液压调平系统支撑38%程度弥补，正在垂曲上坡时弥补高达35%，正在垂曲下坡时达8%；取此同时，该公司还推出了特地为复杂（如山区）设想的Fendt 200 Vario拖沓机（图2e），确保平安高效功课。日本久保田4LZ-5D8(G4)(CX108Q)全喂入履带式收割机（图2f）具有最小300 mm离地间隙，最高行驶速度达2。7 m/s；其设想适合丘陵山区的田间功课，田间挪动便利，可以或许顺应大小田块的收割需求，并正在犯警则田块中矫捷功课。意大利Antonio Carraro公司的MACH 4R全履带拖沓机（图2g）专为极端前提设想，合用于陡坡、边坡及高卑地形，可搭载分歧机具完成喷药、除草、拆运等功能。这些农机的推出为全球丘陵农业机械化供给了贵重的经验和自创。近年来，我国丘陵农机正在手艺研发和产物立异上取得进展，部门企业和高校推出了适合丘陵功课的微耕机、小型拖沓机、田园办理机等。例如：中联沉科谷王PL70履带式收割机（图3a）具有大马力、高离地间隙（最小离地间隙550 mm），配备加长履带，以顺应复杂地形；沉庆鑫源1GZL-130A鑫源猎豹自走式履带旋耕机（图3b）机身紧凑，通过性、不变性、爬坡能力强，适合狭小及不服展地步；沉庆威马WMG15履带旋耕机（图3c）利用接地压力小的高斑纹三角履带，能够单边制动实现原地掉头，合用于狭小和不服展地步；潍柴雷沃M1002-3C拖沓机（图3d）一体式的三角履带和高离地间隙有帮于削减正在丘陵复杂地形翻车的风险，其最新推出的F3000拖沓机转弯半径小，凭仗折腰+扭腰布局及其自顺应调控手艺能够顺应25°坡度地形；东方红MH804M丘陵山地拖沓机（图3e）低矮的设想、强劲的动力系统，使其适合狭小空间和斜坡功课；江苏沃得4CLY-100油茶果采收机（图3f）低落心、盘式制动和高可见性的特点，确保陡坡不变性和平安性。这些农机体积小、分量轻、操做矫捷，可以或许正在丘陵小块农田中进行耕做、播种和施肥。取国外产物比拟，我国丘陵农机正在价钱上具有必然的劣势，更适合国内丘陵地域农人的经济承受能力。然而，正在手艺机能和智能化程度上，取国外先辈程度仍存正在差距。跟着科技的快速成长，丘陵农业正派历一场由智能手艺驱动的转型。这些手艺无效应对了丘陵地域农业面对的多沉挑和，包罗地形复杂性、农机设备不脚、机能、种植布局多样化，以及农机取农艺的不协调。本节概述智能、算法和农业消息模子（AIM）等环节智能化手艺的最新进展，并切磋智能化手艺正在丘陵农业中的使用前景取成长趋向。智能。智能手艺对于丘陵地域农业机械化功课至关主要。保守GPS系统正在复杂地形中难以供给切确定位，而现代智能系统通过融合激光雷达、视觉传感器和IMU等多传感器数据，实现了高精度动态。例如，基于SLAM算法的系统可以或许正在无GPS信号的中，依托地形和形态进行自从定位取径规划。苗带手艺操纵机械视觉、激光雷达和深度进修算法精准识别做物行间带，及时调整功课策略，确保农机沿苗带切确行驶，避免做物损害。这些手艺的融合不只提拔了农机正在丘陵地域的功课效能，并且为农业智能化、从动化成长奠基了手艺根本。算法。丘陵地域农业出产的复杂性次要源于做类的多样性和农艺要求的差别。深度进修和计较机视觉手艺的快速成长鞭策了做物识别算法的前进。这些算法通过图像识别取阐发，可及时判断做物的发展阶段、病虫害情况及发展，为农机功课供给精准指点。例如，实现了检测速度取精度的均衡，满脚复杂农田的需求。此外，机械视觉取深度进修算法的融合显著提拔了农机的识别精度，通过海量图像数据的锻炼，农机可快速区分分歧做物和杂草的叶片外形取颜色，为精准施肥和除草供给科学根据。农业消息模子（AIM）。农业消息模子（AIM）的概念取方式源于欧盟H2020 DEMETER项目，其焦点正在于整合稼穑出产数据取公开数据（如景象形象、遥感、土壤数据等），以最大化阐扬学问价值并为无效决策。然而，农业范畴消息模子的成长相对工业界较为畅后。建建消息模子（BIM）正在建建等行业中已展示出模仿预测和优化出产流程的感化，英国索尔福德大学和葡萄牙IN+手艺取政策研究立异核心测验考试将BIM手艺引入农业，开展基于仿实的决策工做流，使用于城市一体化农业。此外，韩国江源大学和荷兰瓦赫宁根大学等机构引入数字孪生手艺，研究农业场景的三维建模和物理虚拟空间的数据交互，为聪慧农业供给高效办理取规划手段。AIM整合了稼穑出产数据取公开数据，如景象形象、遥感、土壤数据等，以最大化阐扬学问价值并为无效决策。AIM做为一种集成化的智能系统，通过融合、数据阐发和决策支撑等手艺，为丘陵农业供给了精准功课的处理方案。AIM的焦点功能包罗模块、数据阐发引擎和决策支撑系统，可以或许及时收集农田数据，处置数据，识别模式和趋向，并为农机功课供给优化的决策支撑。跟着人工智能手艺的不竭前进，AIM正在丘陵地域农业中的使用将越来越普遍，特别正在无人机取机械人辅帮农业、可视化平台建立和智能化农业办理等范畴。正在农业现代化和村落复兴的历程中，智能化新手艺饰演着至关主要的脚色。这些手艺，如人形机械人和具身智能手艺，为丘陵农业的现代化供给了切实可行的处理方案。它们不只可以或许顺应丘陵地域的复杂地形，还能施行多样化的稼穑使命，从而显著提高农业出产的矫捷性和效率。例如，Q系列人形机械人系统冲破了仿生高动态、多地形顺应、一体化关节、高迸发活动等焦点手艺，正在黑灯工场、家庭办事等范畴实现使用。此外，具身智能手艺通过自从研发的千亿参数全模态大模子“紫东太初”，实现了快速定制化设想和制做各类机械人软硬件系统，这不只鞭策了农业、工业、水利等实体经济范畴的成长，也为丘陵农业的智能化供给了强无力的手艺支撑。同时，“软补硬手艺”通过提出高维“吸引域”方式，操纵软件算法优化硬件机能，为低成本、国产化零部件的机械人正在高精度功课中的使用供给了环节手艺支撑，该手艺已正在我国多范畴实现推广，并荣获国度天然科学二等。这些手艺的不竭成长取使用，将鞭策丘陵农机智能化的进一步成长。跟着数据驱脱手艺、模子算法和计较能力的提拔，丘陵农机智能化将正在无人机取机械人辅帮农业、可视化平台建立和智能化农业办理等范畴阐扬愈加多元化的感化，进一步提拔农业产出效率和生态可持续性，为全球农业数字化成长供给贵重的经验和自创。智能化手艺的使用将使丘陵农机可以或许实现更高效、更精准的出产，从而鞭策农业现代化和村落复兴的历程。正在全球天气变化的布景下，这些手艺还能帮帮农业系统更好地顺应变化，为制定应对策略供给科学根据，帮力农业抵御天气变化挑和。通过这些手艺的前进和使用，丘陵农业将可以或许实现更高效、更精准的出产，为农业可持续成长供给强无力的支撑。将来，丘陵农机智能化的成长将聚焦于提拔农机的高效化和低成本。通过算法优化、系统顺应性提拔以及多机空位协同功课等手艺，智能化手艺正鞭策农机正在体积、功能取智能化程度上的全面优化。这些手艺的使用，出格是集成先辈的传感器、节制器和人工智能算法，使得小型农机可以或许实现精准功课，削减能源耗损和成本，从而提高资本操纵效率。例如，智能传感器可以或许及时监测土壤和做物形态，指点农机进行精准施肥和灌溉，而基于AI的毛病诊断系统则能提前预测设备毛病，降低维修成本。这些智能化改良不只提拔了农机的机能，还使其愈加经济实惠，适合丘陵地域的小规模农场和农户利用。实施农田宜机化并融合智能化手艺。通过地盘平整和坡改梯等办法提拔农机功课前提；同时，研发人工智能和具身智能手艺以顺应复杂农业，实现精准功课和资本优化。研发推广小型智能化农机。集成先辈传感器和AI算法，降低能源耗损和成本，并通过AI毛病诊断系统提高农机的经济性和合用性，满脚小规模农场和农户的需求。加强人才培育和使用驱动的高手艺研发。通过教育取培训培育专业人才，同时以使用为方针，构成可复制、可推广的智能化处理方案，支持丘陵地域农业现代化和村落复兴。