近期，在中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)普及工作委員會(huì)、農(nóng)業(yè)機(jī)械全媒體平臺(tái)和中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械分會(huì)共同主辦的”2021中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械年度盛典“上，將”年度智能農(nóng)機(jī)“稱(chēng)號(hào)授予耐克薩特（NEXAT）智能作業(yè)平臺(tái)。而耐克薩特（NEXAT）此前還獲得了2021年Agritechnica創(chuàng)新獎(jiǎng)唯一金獎(jiǎng)。

該公司成立于2013年，致力于開(kāi)發(fā)“一體化系統(tǒng)拖拉機(jī)”——一種智能作業(yè)平臺(tái)。這是對(duì)自19世紀(jì)中期以來(lái)就存在拖拉機(jī)概念的最新嘗試。

在肯辛頓開(kāi)創(chuàng)先河

系統(tǒng)由亞歷山大·哈爾克特（AlexanderHalkett）在肯辛頓建造。

實(shí)際上，這種智能作業(yè)平臺(tái)具有一條寬軌框架，動(dòng)力系統(tǒng)（蒸汽機(jī)）位于機(jī)器的一側(cè)，而收集箱安裝在另一側(cè)，兩者通過(guò)框架連接。

AlexanderHalkett的系統(tǒng)依賴(lài)于由蒸汽驅(qū)動(dòng)的龍門(mén)“拖拉機(jī)”橫穿的永久性軌道

它在軌道上運(yùn)行，被稱(chēng)為“GuidewayAgriculture”，并在一些蔬菜主產(chǎn)區(qū)得到了應(yīng)用。

繼續(xù)發(fā)展

直到20世紀(jì)70年代，來(lái)自牛津郡奇平諾頓的農(nóng)民大衛(wèi)·道勒（DavidDowler）開(kāi)始基于Hesston開(kāi)發(fā)自己的機(jī)器。

大衛(wèi)道勒的機(jī)器依賴(lài)于懸掛在框架上的機(jī)具

大衛(wèi)的改進(jìn)重點(diǎn)在于，在作業(yè)過(guò)程中減少對(duì)土壤的壓實(shí)。之后，Silsoe研究所在大衛(wèi)設(shè)計(jì)的機(jī)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。

隨著土壤條件的顯著改善和農(nóng)藥用量的大量節(jié)省，該系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)逐步凸顯。

土壤條件改善也使得系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。現(xiàn)在將作業(yè)區(qū)域被明確規(guī)劃的形式稱(chēng)為受控交通耕作(CTF)。

早在1996年，NewScientist的一篇報(bào)道就指出，“道勒龍門(mén)拖拉機(jī)的開(kāi)發(fā)商表示，該機(jī)具的使用可以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)25%，同時(shí)降低油耗50%，降低化肥用量，并減少70%除草劑使用量。”

Silsoe研究站強(qiáng)調(diào)了該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

TimChamen在Silsoe研究所完成了大量開(kāi)發(fā)工作，并且目前他仍然是這個(gè)概念的擁護(hù)者。

Dowler龍門(mén)系統(tǒng)的最終提案從未投入生產(chǎn)

Tim曾指出，Gantry系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于它們將土壤壓實(shí)限制在田間的特定區(qū)域，無(wú)論是在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)還是以后的作業(yè)中。

使用大衛(wèi)機(jī)器時(shí)，機(jī)具軌道約占工作區(qū)域的10%，但使用更大的Nexat裝置，因其跨度達(dá)到14m，這一區(qū)域減少到僅5%。

龍門(mén)架占地少的一個(gè)原因是，對(duì)于每?jī)蓚€(gè)相鄰的通道，只需要3個(gè)而不是4個(gè)軌道。

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的不同方法

Tim還指出，為了獲得最佳效果，軌道將成為半永久性的。最終，會(huì)形成硬化的土壤“基礎(chǔ)”。由于這部分土壤尚未開(kāi)墾，在土壤濕度較大的情況下也能起到良好的支撐作用。

在與收割機(jī)平行運(yùn)行的作物中可以看到龍門(mén)系統(tǒng)的半永久性軌道

Nexat機(jī)器另一大優(yōu)勢(shì)在于，機(jī)器不是懸掛在龍門(mén)架上，而是從側(cè)面與它們對(duì)接。

將機(jī)器構(gòu)建成“U”形，允許從側(cè)面而不是頂部連接到工作模塊。由此可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

不過(guò)，大衛(wèi)機(jī)器和Silsoe在龍門(mén)系統(tǒng)上開(kāi)展的工作都沒(méi)有取得商業(yè)成功，聚焦避免土壤破壞的重要性和CTF的發(fā)展可能是兩者的最大收獲。

它們?cè)诎ㄈ毡?、俄羅斯和加利福尼亞在內(nèi)的世界各地區(qū)都進(jìn)行了各種其他嘗試，但目前在市場(chǎng)上仍然沒(méi)有被廣泛接受或大規(guī)模生產(chǎn)。

Nexat的嘗試

這種情況很可能會(huì)隨著Nexat（NextAgriculturalTechnology，下一代農(nóng)業(yè)技術(shù)）龍門(mén)式系統(tǒng)在2021年12月的發(fā)布而改變。

這臺(tái)機(jī)器背后的公司是德國(guó)一家名為KalverkampMaschinenbauGmbH的工程咨詢(xún)公司，主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)制造業(yè)。

在與收割機(jī)平行運(yùn)行的作物中可以看到龍門(mén)系統(tǒng)的半永久性軌道

2013年，公司成立了Nexat，并與其他幾家公司和組織合作開(kāi)發(fā)龍門(mén)架，這些公司和組織為該項(xiàng)目貢獻(xiàn)了他們的專(zhuān)業(yè)技能和知識(shí)。

做好自主運(yùn)行的準(zhǔn)備

過(guò)去將龍門(mén)系統(tǒng)商業(yè)化的嘗試似乎都以失敗告終，主要原因在于傳統(tǒng)制造商僅關(guān)注土壤壓實(shí)問(wèn)題。

而Nexat機(jī)器從設(shè)計(jì)之初就突出了自動(dòng)化，充分利用數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

盡管目前需要手動(dòng)操作，但Nexat裝置的構(gòu)建最終可以自主運(yùn)行

據(jù)稱(chēng)，該系統(tǒng)將覆蓋耕、種、管、收全過(guò)程，并且無(wú)需人工操作。

每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作對(duì)應(yīng)有專(zhuān)用模塊，包括一個(gè)帶有5.8m長(zhǎng)軸流分離器的谷物收割裝置。

模塊化意味著每個(gè)工具實(shí)際上都可以自行推進(jìn)，這進(jìn)一步削弱了拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)具傳統(tǒng)掛接。

保留一個(gè)司機(jī)位用于公路運(yùn)輸和觀察正在進(jìn)行的工作

公路運(yùn)輸通常被認(rèn)為是自動(dòng)拖拉機(jī)的主要絆腳石。而Nexat則通過(guò)保留一個(gè)駕駛位來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣它可以在田地間通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行駕駛。

目前，該機(jī)具由兩臺(tái)550馬力的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)軌道。未來(lái)將計(jì)劃使用氫燃料電池技術(shù)。

伙伴關(guān)系推動(dòng)創(chuàng)新

早期將這些機(jī)器進(jìn)行商業(yè)化嘗試遇到的問(wèn)題之一是缺乏其他公司的支持和投資。Nexat通過(guò)在開(kāi)發(fā)早期階段引入幾家公司來(lái)跨越這一障礙。

主要的合作伙伴是Vaderstad，其生產(chǎn)了一系列模塊化的工具和播種機(jī)，這些工具和播種機(jī)很容易連接到龍門(mén)架上，并且專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)為用于與龍門(mén)架一起使用。

該公司指出，它在相應(yīng)模塊解決方案的開(kāi)發(fā)和調(diào)整中發(fā)揮了重要作用，并將提供機(jī)器作為新作物生產(chǎn)系統(tǒng)中的模塊。

其他合作伙伴還包括HerbertDammannGmbH、流體應(yīng)用專(zhuān)家、GeringhoffGmbH以及奧斯納布呂克和不來(lái)梅的兩所德國(guó)大學(xué)。