Intelligent Agriculture: Perception Technologies and Agricultural Equipment for Crop Production Processes

智能农业：农作物生产技术与装备

由于农业的复杂性以及劳动力成本的不断增加，研究人员专注于探索技术进步如何改善农作物生产。对感知技术、智能农场设备和自动化农场管理等的研究，可引领农业走向更加可持续和智能化的道路。本专题将使农业工程、感知技术、农业设备和智能农业实践领域的研究人员受益。面对人口变化，农业研究人员、从业人员和政策制定者致力于实现可持续、高效的农业实践。基于此，特邀昆明理工大学王成琳副教授、佛山大学罗陆锋副教授、华南农业大学熊俊涛副教授和新疆大学邹湘军教授联合 Agriculture、Crops、Horticulturae、Remote Sensing、Sensors、Agronomy 期刊创建了 Topic “智能农业：农作物生产技术与装备”。

本专题旨在通过人工智能技术、感知系统和精准农业技术提供创新解决方案，为克服农业中长期存在的挑战提供见解。

专题关键词

智能农业、感知技术、智能农机、水果采摘、农作物收获、农业工程。

专题主页

进入专题主页：https://www.mdpi.com/topics/VF2JJK0021

学术编辑团队

王成琳 副教授

昆明理工大学

研究领域：农业智能装备、农业机器人。

罗陆锋 副教授

佛山大学

研究领域：机器人智能感知与控制、农业机器人、智能产线及数字孪生。

熊俊涛 副教授

华南农业大学

研究领域：人工智能、大数据分析与决策、智能机器人、机器视觉、机器学习、虚拟设计与智能制造。

邹湘军 教授

新疆大学

研究领域：智能机器人及机器视觉、智能设计与制造、虚拟现实与仿真。

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文章1

Analysis of Maize Planting Mode and Simulation and Optimization of Ridging and Fertilization Components in Arid Area of Northwest China

西北旱区玉米种植模式分析及起垄施肥部件仿真优化

Fei Dai et al.

https://www.mdpi.com/2912302

本研究利用AquaCrop模型对2016—2020年定西市玉米在垄作 (覆膜率为100%全膜双垄沟播技术种植) 和平作 (覆膜率为81.8%的宽膜种植) 2种种植模式下的产量优越性及环境适应性进行预测。利用EDEM对双垄种床的耕作施肥过程进行数值模拟，并运用Box-Behnken中心组合检验设计原理对关键部件进行检验，获得最优参数组合。结果表明：垄作种植更适合西北雨养干旱区农业种植。起垄施肥仿真分析得出，联合作业机前进速度为0.50 m/s，排肥器槽轮转速为39 rmp，旋耕深度为150 mm。种床耕作合格率为93.6%，施肥合格率为92.1%。研究显示，玉米全膜双垄沟播技术更适用于西北旱区雨养农业区，起垄施肥装置的仿真结果与大田实验结果一致，研究结果为全膜双垄沟播技术优化提供一定的技术参考，实现了农机农艺结合。

文章2

A Review of Perception Technologies for Berry Fruit-Picking Robots: Advantages, Disadvantages, Challenges, and Prospects

关于浆果采摘机器人感知技术的综述：优点、缺点、挑战和展望

Chenglin Wang et al.

https://www.mdpi.com/2909238

本文首先概述了浆果采摘机器人的机制，包括其基本原理、采摘和抓取的力学原理以及其结构设计，强调了感知技术在采摘过程中的重要性；介绍了浆果采摘机器人常用的几种感知技术，包括视觉感知、触觉感知、距离测量和开关传感器；介绍了浆果采摘机器人使用这四种感知技术的方法，并分析了它们的优缺点；分析和总结了感知技术在实际应用中的技术特点，并介绍了浆果采摘机器人的几种先进应用；最后，讨论了感知技术需要克服的挑战以及克服这些挑战的前景。

文章3

Multi-Parameter Prediction of Solar Greenhouse Environment Based on Multi-Source Data Fusion and Deep Learning

基于多源数据融合和深度学习的日光温室环境多参数预测

Ming Yuan et al.

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本研究自主研发了温室环境采集系统，实现了温室环境的综合监测方法。在此基础上，提出了一种基于Golden Jackal优化-卷积神经网络-双向门控循环单元-自注意力机制 (GCBS) 的日光温室多参数多节点环境预测模型。GCBS模型成功捕捉了温室环境中复杂的非线性关系，准确预测了不同位置节点的二氧化碳浓度、空气温湿度和土壤温度的变化。为了验证该模型的性能，作者采用多种评估指标，并与四个基线模型进行了比较分析。结果表明，虽然GCBS模型在时间序列预测方面比传统的长短期记忆 (LSTM) 网络计算时间略长，但在四个关键参数的预测准确率方面明显优于LSTM，以平均绝对误差 (MAE) 为衡量标准，分别提高了76.89%、69.37%、59.83%和56.72%。

相关期刊介绍

Agriculture 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/agriculture

主编：Les Copeland, The University of Sydney, Australia

期刊主题涵盖作物科学与技术、畜牧生产、农产品质量与安全、农业经济与管理、农业工程与技术等农学领域各个方面。

Crops 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/crops

主编：Kenneth J. Moore, Iowa State University, USA

期刊发表与作物科学相关的原创文章和高质量评论。主题领域包括但不限于：作物管理、作物保护、作物生态、作物生理、作物代谢、作物与土壤的相互作用、作物种子科学、作物育种和遗传学、作物分子生物学、作物生物技术和生物信息学、种质资源、作物质量和利用、谷物化学、作物储存和加工等。

Horticulturae 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/horticulturae

主编：Luigi De Bellis, University of Salento, Italy

期刊重点关注温带到热带园艺的所有领域以及相关学科，主题包括果树、蔬菜、花卉、苗圃和风景，以及草药和香料作物等，研究涉及整个园艺供应链。

Remote Sensing 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/remotesensing

主编：Prasad S. Thenkabail, USGS Western Geographic Science Center (WGSC), USA

期刊范围涵盖遥感科学所有领域，从传感器的设计、验证和校准到遥感在地球科学、环境生态、城市建筑等各方面的广泛应用。

Sensors 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/sensors

主编：Vittorio M. N. Passaro, Politecnico di Bari, Italy

期刊涵盖所有传感器科学和技术研究领域，例如物理传感器、智能传感器、传感网络、生物传感器、化学传感器、雷达、可穿戴电子设备和先进的传感材料及其他们在物联网、工业、农业、环境、遥感、导航、通信、车辆、成像、生物医药等领域的应用。目前，期刊已被 Science Citation Index Expanded (SCIE) 、PubMed、EI、Scopus 等数据库收录。

Agronomy 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/agronomy

主编：Leslie A. Weston, Charles Sturt University, Australia

文章类型包括农学及农业生态学领域的研究型文章及综述，目前已被Science Citation Index Expanded (SCIE) 和Scopus等多个数据库收录。