中科原动力：正在最慢的农业做最难的智能化

　　正在中国多个粮食从产区，一批拖沓机正正在离开保守意义上的“驾驶员”。它们能够正在没有收集、粉尘洋溢、功课窗口期极短的中，完成耕、种、管、收等环节农业功课流程。

　　农业是一门慢生意，但一旦被验证靠得住，就具备高度集中化的市场特征。正在所有AI使用场景中，农业可能是最不的阿谁。它没有立即反馈，没有爆款逻辑，以至连失败都需要一年才能确认。但也正因如斯，它成为最需要系统能力、工程能力取耐心的疆场。中科原动力选择了这条，也正正在为中国农业供给一种新的手艺可能性：不逃求炫技，只逃求可用，实正地改变耕地的体例。

　　跟着功课面积不竭扩大、实地经验持续堆集，团队正通过不竭优化系统取产物形态，提高无人驾驶手艺正在复杂农业中的不变性和顺应能力。

　　“黄牛退休、铁牛耕地、农人进城、专家耕田”是中国工程院院士、中科原动力首席科学家李德毅正在2018年提出的愿景，这也是中科原动力的创业初志。

　　韩威坦言，农业无人驾驶正在规模化落地过程中面对诸多挑和。取道无人驾驶比拟，农业的最大分歧正在于“非标性”极强：没有两块地完全不异，也没有两批做物完全不异。因而，若何操纵智能算法应对这种非尺度化，是农业无人驾驶的焦点问题。农业无人驾驶系统必需具备高靠得住性和不变性，由于功课存正在较着的季候性和短时窗口，例如抢种、抢收。正在小规模试点向大规模推广的过程中，不只算法和硬件需要高度婚配，办事系统的支持能力也间接决定了产物可否实现批量交付。

　　正因如斯，中科原动力正在产物导入期履历了“3年3季”的完整周期，才进入贸易化。创业初期，公司正在从动驾驶范畴已取得多项国里面程碑式进展，因而一度认为农业场景相对简单：没有复杂道布局，也缺乏交通信号灯和稠密的交通参取者，看似更容易实现无人驾驶落地。

　　中科原动力目前已切入农业全流程功课，笼盖耕、种、管、收多个环节。韩威向记者暗示，农业出产各环节的主要性和复杂程度存正在分歧排序。按对减产的贡献来看，他认为最环节的是“种”，其次是“收”，再是田间办理，最初是耕整地。韩威注释道：“农业最终的方针是减产。种得好是一切的前提，其次收成环节间接影响产量和损耗率，决定了能收上来几多。办理和耕整地虽主要，但对产量的间接感化相对次之。”。

　　当然，正在全球范畴内，农业既是主要排放源，也是受天气变化影响最间接的行业之一。中科原动力的智能电动农机，正在减碳层面具备间接替代柴油能源，并通过精细化功课降低农资华侈双廉价值。

　　正在手艺架构上，中科原动力延续了李德毅提出的“驾驶脑”系统，即通过、认知、决策取节制建立拟人化驾驶系统。李德毅做为我国人工智能范畴学者，正在不确定性AI方面成绩卓著，并鞭策了无人驾驶手艺的财产化。他立异性提出的“驾驶脑”概念，为中科原动力的无人驾驶取农业智能配备供给了焦点手艺架构。

　　但实正进入农业范畴后，因为对农业出产纪律理解不脚，产物从研发到被用户实正接管，导入期整整用了3年，相当于对应3季粮食功课周期。

　　缘由很间接，国产大马力农机取国际品牌仍存正在显著代差，而电动化供给了一次“绕开辟动机取变速箱”的机遇。

　　他指出，智能电动农机正在农业减碳方面有间接感化：起首，电动化削减了对柴油的依赖，从而降低排放。其次，若是电力来历为太阳能、风能或光伏等洁净能源，则出产过程几乎全程绿色；即便部门电力来自火电，也能实现显著减碳。

　　李德毅认为，无人驾驶将正在农村阐扬主要感化。将来，曾由拖沓机手操做的农机无望改变为可交互、会进修、成长的农田功课机械人。团队打算逐渐霸占农业全过程的各类功课环节，包罗深耕、松土和平整地盘等。

　　但具体使用存正在显著差别。韩威注释，无论是出租车司机仍是拖沓机手，两者的功课、东西和评价目标完全分歧。道车辆次要关心运输效率，而农机做为出产东西，评价目标更沉视功课质量、能耗以及对做物和地盘的影响。此外，农业场景的非标性极高：田块外形各别，存正在粉尘、震动、冲击、暗影和遮挡等持久要素，这对软硬件系统的鲁棒性提出了更高要求。

　　此外，农业出产中存正在大量随机性和“长尾”问题。正在现实功课中，设备可能耕具脱扣、漏播、堵籽等机械问题，也可能碰到地块内的大石头、树根、电线杆及拉线等复杂妨碍。这类高频、非尺度化的非常环境，是农业场景中的常态。韩威暗示，跟着功课面积不竭扩大、实地经验持续堆集，团队正通过不竭优化系统取产物形态，提高无人驾驶手艺正在复杂农业中的不变性和顺应能力。

　　正在资金端，正在完成B轮融资后，中科原动力进入新的成长阶段。韩威判断：过去完成的是研发，接下来更环节的是产能扶植、交付系统取办事收集。公司正正在将产物从原型为商品化，构成“研发—出产—发卖”一体化系统。目前研发部门已根基完成，接下来的沉点是提拔产能、交付能力，以及扶植发卖取办事系统。

　　不外，正在跨区域推广过程中，手艺挑和同样显著。韩威指出，农业无人驾驶算法取做物类型和地区前提高度相关。例如，玉米取棉花的种植体例差别较着；即即是统一种做物，正在东北取新疆，因为天气、土壤和农艺系统分歧，对功课径、节拍和参数的要求也并不分歧。这对无人驾驶系统正在农艺适配层面的普适性提出了更高要求。

　　中科原动力正正在为中国农业供给一种新的手艺可能性：不逃求炫技，只逃求可用，实正地改变耕地的体例。

　　农业是一个非标性极强、“长尾”事务稠密、容错率极低的出产系统。任何一次失败，意味着整季产量风险。

　　因而，第一年团队几乎都正在田里“从头进修农业”，理解耕田的节拍和不确定性，这也完全了创业初期对农业的浅层认知。到第二年，产物才进入示范阶段。从1块地扩展到2块、3块，进行小范畴复制验证，又耗去整整一年。曲到第三年，客户才思愿将必然规模的地盘交由团队进行小批量使用，进入中试阶段。

　　“驾驶脑”系统从创立以来不竭迭代，认知模子、ODA模子（凡是指文档系统布局），这是一种支撑使用系统可移植、可剪裁，并实现收集节点互操做的系统布局，形成使用系统布局（OAA）的手艺根本。团队进行垂曲场景的定制化开辟，通过裁剪特定命据集和模子，实现农业场景的精准使用。然而，农业场景面对奇特挑和：收集笼盖不脚或完全无网，使得保守依赖办事器的AI方案难以间接利用。

　　韩威向记者暗示，公司自创立起头就正在无人驾驶和农业智能配备中普遍使用AI手艺。正在无人驾驶系统中，取智能规划算法均依赖AI，而正在采摘机械人（如番茄采摘机械人）中，活动节制、果实成熟度识别、位姿估算及可达性判断等环节，也都高度依赖AI算法。

　　正在农业这一验证周期以“年”为单元、对靠得住性要求极端严苛的范畴，中科原动力用6年时间完成了从手艺验证到批量交付的逾越，成为中国少数实现农业无人驾驶全流程贸易化的企业之一。

　　韩威暗示，公司正在3年前启动了电动农机研发。开初，团队的无人驾驶系统都是安拆正在现有农机上，但正在东北、新疆等地，市场上几乎满是进口农机，国产大马力农机取进口产物存正在约20年的代差，次要表现正在变速箱、策动机及全体靠得住性上。韩威认为，自创中国乘用电动汽车的成功经验，无望正在农机范畴实现“弯道超车”，以至领跑市场。

　　韩威坦言，中科原动力的手艺泉源来自无人驾驶取人工智能研究。团队正在创业前，已正在该范畴深耕近20年，并间接参取中国无人驾驶晚期财产化历程。

　　韩威暗示，农业历来是全球主要的碳排放源，同时也是受天气变化影响最严沉的范畴之一。因而，欧美等国度逐步注沉农业出产的碳排放办理。例如，公司合做的百事集团就但愿正在出产环节全面采用绿色、智能化农机。

　　此外，农业场景的数据缺乏也形成挑和。取道无人驾驶有完美的数据集分歧。韩威暗示，团队进入农业范畴之初，几乎没有现成的数据堆集，团队第一年的次要工做就是正在现实出产场景中进修农业，并逐渐深耕、堆集数据。他指出，从节制系统设想的宏不雅逻辑来看，无人驾驶汽车取无人驾驶农机正在素质上是一脉相承的：都是建立一个“虚拟驾驶员”，焦点流程包罗、决策和节制轮回。

　　正在持久从义的下，中科原动力正在结实地拓展市场，韩威向记者暗示，公司起步于东北，目前已正在全国至多20个省市实现小规模落地使用，笼盖新疆、、、山东、、等北方地域，并逐渐拓展至福建厦门、四川宜宾等南方区域。正在海外市场，相关手艺也已正在白俄罗斯、巴基斯坦等国度起头规模化使用。

　　然而，从操做复杂性角度来看，排序则有所分歧。韩威指出，田间办理的复杂性最高，由于做物已发展起来，功课空间狭小、妨碍物多、人员干扰及不确定性添加，同时对功课东西取做物的协调要求严酷。这使得办理环节中呈现的“长尾”非常环境更多，需要更高的手艺应对能力。

　　韩威认为，电动农机正在农业中具有显著劣势。一方面，运营成本低，其功课成本仅为保守柴油拖沓机的约30%；另一方面，布局简化后毛病点削减，靠得住性显著提拔，为农业无人化供给了优良的根本前提。

　　韩威认为，这一选择取农业布局性需求高度相关。一方面，东北是我国粮食出产的“压舱石”，处所和农业运营从体对稳产、减产具有高度共识，对新手艺的接管度相对较高；另一方面，东北及新疆等地域地盘规模大、生齿持续流出，大型农场对从动化、无人化手艺的需求更为火急，使农业无人驾驶具备更强的现实刚需。

　　此外，电动化农机具有精细化功课能力，可实现更精准的数据采集和功课节制，从而优化农业出产过程。韩威强调，很多国际客户采购智能农机，恰是出于ESG取“双碳”方针的需求，但愿从泉源上实现农业减碳。

　　这些设备来自中科原动力，这是一家成立于2019年的农业智能配备企业。公司孵化自中国科学院微电子研究所，目前已正在东北、新疆、华北及部门海外农业国度实现规模化落地，并推出多款L4级无人驾驶农机及新能源电动拖沓机产物。

　　正在手艺使用上，韩威强调，AI的使用程度取决于场景的尺度化程度。尺度化程度高的工业场景可用法则驱动系统处理问题，而农业场景非标性强，需要AI供给更高的泛化能力，以应对做物、田块及的多样性。

　　他指出，公司出产和办事系统的扶植将参考保守国际农机的成熟经验，包罗若何高质量出产农机和设备。同时，因为交付的是智能化、电动化的新型农机，品牌宣传和客户获取也需要冲破保守经销模式，成立差同化的营销和办事系统。

　　2019年，中科原动力将无人驾驶取人工智能手艺带入农业范畴。选择这一标的目的，韩威向记者暗示，背后有三沉现实判断：第一，农业的国度计谋主要性。粮食安满是持久命题，而农业出产体例反面临布局性挑和。第二，劳动力布局变化。正在东北、新疆等地域，大型农场并不缺设备，而是“无机无人的矛盾”日益凸起。第三，规模化运营的窗口期。地盘集中度提拔，为从动化、智能化供给了现实根本。“这不是一个快行业，但必然是一个持久行业。”韩威说。

　　韩威引见道，团队自2008年起跟从李德毅院士起头无人驾驶及AI相关研究，较早使用AI手艺。对于数据质量问题，他指出，公司所有锻炼数据均自行采集、清洗和标注，因而可以或许确保数据靠得住性。农业识别算法的焦点模块由团队自从开辟，同时正在需要时借帮通用根本模子，但次要模子均为自研。

　　“第一年更多是试验。”韩威注释说，农户最关怀的不是买不买，而是“能不克不及用”。而所谓“能用”，归根结底只要一个尺度：能否实现减产增收。这一成果只能正在收成季才能验证。以东北地域为例，一年一熟，试验周期极长。

　　为应对这些问题，中科原动力采纳了分窗口处置的策略，先处理局部问题，再预测下一个功课窗口；同时，将部门算法实现离线化，使系统可以或许正在无收集或低算力下不变运转，无人驾驶取农业智能配备的靠得住性取可行性。

　　研发电动拖沓机并非简单移植汽车手艺。例如，汽车电机强调高速取转速，而农业场景更关心低速高扭矩的持续输出，以牵引力、爬坡能力及沉载功课的靠得住性取耐久性。此外，能量办理要求也分歧：汽车可收受接管部门能量，但农机持续，发生大量热量，热办理对电机、功率器件及零件设想提出了更高挑和。

　　近日，中科原动力取土耳其客户正式签定电动拖沓机海外发卖和谈。由中科原动力自从研发出产的纯电智能农机将批量出口“一带一”环节节点国度土耳其，国际化合做新篇章。

　　取铺拆道上的汽车分歧，农业无人驾驶不只要节制拖沓机，还需同步节制后部耕具，分析考虑土壤、做物和功课机械的耦合。这意味着智能化系统必需取农业出产和运维系统构成完整闭环，才能实现高质量、高靠得住性地功课。