中科原动力正在为中国农业提供一种新的技术可能性✿◈★:不追求炫技✿◈★,只追求可用✿◈★,真正地改变耕地的方式✿◈★。
在中国多个粮食主产区✿◈★,一批拖拉机正在脱离传统意义上的“驾驶员”✿◈★。它们可以在没有网络✿◈★、粉尘弥漫✿◈★、作业窗口期极短的环境中✿◈★,完成耕✿◈★、种✿◈★、管✿◈★、收等关键农业作业流程凯发k8国际APP✿◈★。✿◈★。
这些设备来自中科原动力✿◈★,这是一家成立于2019年的农业智能装备企业✿◈★。公司孵化自中国科学院微电子研究所✿◈★,目前已在东北✿◈★、新疆✿◈★、华北及部分海外农业国家实现规模化落地✿◈★,并推出多款L4级无人驾驶农机及新能源电动拖拉机产品✿◈★。
近日✿◈★,中科原动力与土耳其客户正式签订电动拖拉机海外销售协议✿◈★。由中科原动力自主研发生产的纯电智能农机将批量出口“一带一路”关键节点国家土耳其✿◈★,开启国际化合作新篇章✿◈★。
在农业这一验证周期以“年”为单位✿◈★、对可靠性要求极端严苛的领域✿◈★,中科原动力用6年时间完成了从技术验证到批量交付的跨越✿◈★,成为中国少数实现农业无人驾驶全流程商业化的企业之一✿◈★。
“黄牛退休✿◈★、铁牛耕地✿◈★、农民进城✿◈★、专家种田”是中国工程院院士✿◈★、中科原动力首席科学家李德毅在2018年提出的愿景✿◈★,这也是中科原动力的创业初衷✿◈★。
李德毅认为✿◈★,无人驾驶将在农村发挥重要作用✿◈★。未来✿◈★,曾由拖拉机手操作的农机有望转变为可交互✿◈★、会学习✿◈★、自我成长的农田作业机器人✿◈★。团队计划逐步攻克农业全过程的各类作业环节✿◈★,包括深耕✿◈★、松土和平整土地等✿◈★。
中科原动力是如何打造智慧农业的?2025年底✿◈★,《商学院》记者专访了中科原动力创始人韩威✿◈★。
中科原动力目前已切入农业全流程作业✿◈★,覆盖耕✿◈★、种✿◈★、管✿◈★、收多个环节✿◈★。韩威向记者表示✿◈★,农业生产各环节的重要性和复杂程度存在不同排序✿◈★。按对增产的贡献来看✿◈★,他认为最关键的是“种”✿◈★,其次是“收”✿◈★,再是田间管理✿◈★,最后是耕整地✿◈★。韩威解释道✿◈★:“农业最终的目标是增产✿◈★。种得好是一切的前提✿◈★,其次收获环节直接影响产量和损耗率✿◈★,决定了能收上来多少✿◈★。管理和耕整地虽重要✿◈★,但对产量的直接作用相对次之✿◈★。”
然而✿◈★,从操作复杂性角度来看✿◈★,排序则有所不同✿◈★。韩威指出✿◈★,田间管理的复杂性最高✿◈★,因为作物已生长起来✿◈★,作业空间狭窄✿◈★、障碍物多✿◈★、人员干扰及不确定性增加✿◈★,同时对作业工具与作物的协调要求严格✿◈★。这使得管理环节中出现的“长尾”异常情况更多✿◈★,需要更高的技术应对能力✿◈★。
在技术架构上✿◈★,中科原动力延续了李德毅提出的“驾驶脑”体系✿◈★,即通过感知✿◈★、认知✿◈★、决策与控制构建拟人化驾驶系统✿◈★。李德毅作为我国人工智能领域顶级学者✿◈★,在不确定性AI方面成就卓著✿◈★,并推动了无人驾驶技术的产业化✿◈★。他创新性提出的“驾驶脑”概念✿◈★,为中科原动力的无人驾驶与农业智能装备提供了核心技术架构✿◈★。
“驾驶脑”体系从创立以来不断迭代✿◈★,认知模型✿◈★、ODA模型(通常指开放文档体系结构)✿◈★,这是一种支持应用系统可移植✿◈★、可剪裁✿◈★,并实现网络节点互操作的体系结构✿◈★,构成开放应用体系结构(OAA)的技术基础✿◈★。在此基础上✿◈★,团队进行垂直场景的定制化开发✿◈★,通过裁剪特定数据集和模型✿◈★,实现农业场景的精准应用✿◈★。然而✿◈★,农业场景面临独特挑战✿◈★:网络覆盖不足或完全无网✿◈★,使得传统依赖服务器的AI方案难以直接使用✿◈★。
为应对这些问题✿◈★,中科原动力采取了分窗口处理的策略✿◈★,先解决局部问题✿◈★,再预测下一个作业窗口✿◈★;同时✿◈★,将部分算法实现离线化✿◈★,使系统能够在无网络或低算力环境下稳定运行✿◈★,保证无人驾驶与农业智能装备的可靠性与可行性✿◈★。
韩威坦言✿◈★,农业无人驾驶在规模化落地过程中面临诸多挑战✿◈★。与道路无人驾驶相比✿◈★,农业环境的最大不同在于“非标性”极强✿◈★:没有两块地完全相同✿◈★,也没有两批作物完全相同✿◈★。因此✿◈★,如何利用智能算法应对这种非标准化环境✿◈★,是农业无人驾驶的核心问题✿◈★。农业无人驾驶系统必须具备高可靠性和稳定性✿◈★,因为作业存在明显的季节性和短时窗口✿◈★,例如抢种✿◈★、抢收✿◈★。在小规模试点向大规模推广的过程中✿◈★,不仅算法和硬件需要高度匹配✿◈★,服务体系的支撑能力也直接决定了产品能否实现批量交付✿◈★。
在最初的研发和产品落地过程中✿◈★,韩威指出✿◈★,团队主要遇到几类难题✿◈★。首先是对农艺理解不足✿◈★。例如✿◈★,拖拉机在地头掉头✿◈★,看似简单✿◈★,但如果操作不当✿◈★,会损坏农具✿◈★、影响土地和效率✿◈★。操作细节涉及翻转犁✿◈★、轮距与作业痕迹贴合✿◈★、放犁时机等✿◈★,每一步都关系到土地的耕作质量和产量✿◈★。其次地块的随机性问题也很常见凯发K8官网首页✿◈★,✿◈★,如退耕还林地中存在大树根或障碍物✿◈★。处理方法需要区别对待✿◈★:经验丰富的操作者会提升犁通过障碍✿◈★,而非单纯加油硬拉✿◈★,以避免设备损伤✿◈★,并在后续通过机械清理障碍✿◈★。
此外✿◈★,农业场景的数据缺乏也构成挑战✿◈★。与道路无人驾驶有完善的开放数据集不同✿◈★。韩威表示✿◈★,团队进入农业领域之初✿◈★,几乎没有现成的数据积累✿◈★,团队第一年的主要工作就是在实际生产场景中学习农业✿◈★,并逐步深耕✿◈★、积累数据✿◈★。他指出✿◈★,从控制系统设计的宏观逻辑来看✿◈★,无人驾驶汽车与无人驾驶农机在本质上是一脉相承的✿◈★:都是构建一个“虚拟驾驶员”✿◈★,核心流程包括感知✿◈★、决策和控制循环✿◈★。
但具体应用存在显著差异✿◈★。韩威解释✿◈★,无论是出租车司机还是拖拉机手✿◈★,两者的作业环境✿◈★、工具和评价指标完全不同✿◈★。道路车辆主要关注运输效率✿◈★,而农机作为生产工具✿◈★,评价指标更注重作业质量✿◈★、能耗以及对作物和土地的影响✿◈★。此外✿◈★,农业场景的非标性极高✿◈★:田块形状各异✿◈★,存在粉尘✿◈★、震动✿◈★、冲击✿◈★、阴影和遮挡等长期环境因素✿◈★,这对软硬件系统的鲁棒性提出了更高要求✿◈★。
与铺装道路上的汽车不同✿◈★,农业无人驾驶不仅要控制拖拉机✿◈★,还需同步控制后部农具凯发K8国际登录官方网站✿◈★,综合考虑土壤✿◈★、作物和作业机械的耦合✿◈★。这意味着智能化系统必须与农业生产和运维体系形成完整闭环✿◈★,才能实现高质量✿◈★、高可靠性地作业✿◈★。
韩威向记者表示✿◈★,公司自创立开始就在无人驾驶和农业智能装备中广泛应用AI技术✿◈★。在无人驾驶系统中✿◈★,感知与智能规划算法均依赖AI✿◈★,而在采摘机器人(如番茄采摘机器人)中凯发K8国际登录官方网站✿◈★,运动控制✿◈★、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✿◈★。
韩威介绍道✿◈★,团队自2008年起跟随李德毅院士开始无人驾驶及AI相关研究✿◈★,较早应用AI技术✿◈★。对于数据质量问题✿◈★,他指出✿◈★,公司所有训练数据均自行采集✿◈★、清洗和标注✿◈★,因此能够确保数据可靠性✿◈★。农业识别算法的核心模块由团队自主开发✿◈★,同时在必要时借助通用基础模型✿◈★,但主要模型均为自研✿◈★。
在技术应用上✿◈★,韩威强调✿◈★,AI的应用程度取决于场景的标准化程度✿◈★。标准化程度高的工业场景可用规则驱动系统解决问题✿◈★,而农业场景非标性强✿◈★,需要AI提供更高的泛化能力✿◈★,以应对作物✿◈★、田块及环境的多样性✿◈★。
借鉴中国乘用电动汽车的成功经验✿◈★,有望在农机领域实现“弯道超车”✿◈★,甚至领跑市场✿◈★。
在无人驾驶系统逐步成熟后✿◈★,中科原动力做出一个关键决策✿◈★:进入新能源电动农机领域✿◈★。
原因很直接✿◈★,国产大马力农机与国际品牌仍存在显著代差✿◈★,而电动化提供了一次“绕开发动机与变速箱”的机会✿◈★。
目前✿◈★,公司已推出25—260马力的电动拖拉机✿◈★,其中140马力产品成为主力型号✿◈★。
韩威表示✿◈★,公司在3年前启动了电动农机研发✿◈★。起初囚徒wingying✿◈★,团队的无人驾驶系统都是安装在现有农机上✿◈★,但在东北✿◈★、新疆等地✿◈★,市场上几乎全是进口农机✿◈★,国产大马力农机与进口产品存在约20年的代差✿◈★,主要体现在变速箱✿◈★、发动机及整体可靠性上✿◈★。韩威认为✿◈★,借鉴中国乘用电动汽车的成功经验✿◈★,有望在农机领域实现“弯道超车”✿◈★,甚至领跑市场✿◈★。
研发电动拖拉机并非简单移植汽车技术✿◈★。例如✿◈★,汽车电机强调高速与转速✿◈★,而农业场景更关注低速高扭矩的持续输出✿◈★,以保证牵引力✿◈★、爬坡能力及重载作业的可靠性与耐久性✿◈★。此外✿◈★,能量管理要求也不同✿◈★:汽车可回收部分能量✿◈★,但农机持续做功✿◈★,产生大量热量✿◈★,热管理对电机✿◈★、功率器件及整机设计提出了更高挑战✿◈★。
韩威认为凯发K8国际登录官方网站✿◈★,电动农机在农业中具有显著优势✿◈★。一方面✿◈★,运营成本低✿◈★,其作业成本仅为传统柴油拖拉机的约30%✿◈★;另一方面✿◈★,结构简化后故障点减少✿◈★,可靠性显著提升✿◈★,为农业无人化提供了良好的基础条件✿◈★。
当然✿◈★,电动农机也有减碳的隐性价值✿◈★。在全球范围内✿◈★,农业既是重要排放源✿◈★,也是受气候变化影响最直接的行业之一✿◈★。中科原动力的智能电动农机✿◈★,在减碳层面具备直接替代柴油能源✿◈★,并通过精细化作业降低农资浪费双重价值✿◈★。
韩威表示✿◈★,农业历来是全球重要的碳排放源✿◈★,同时也是受气候变化影响最严重的领域之一✿◈★。因此✿◈★,欧美等国家逐渐重视农业生产的碳排放管理✿◈★。例如✿◈★,公司合作的百事集团就希望在生产环节全面采用绿色汽车安全✿◈★。✿◈★、智能化农机✿◈★。
他指出✿◈★,智能电动农机在农业减碳方面有直接作用✿◈★:首先✿◈★,电动化减少了对柴油的依赖✿◈★,从而降低排放✿◈★。其次✿◈★,如果电力来源为太阳能✿◈★、风能或光伏等清洁能源✿◈★,则生产过程几乎全程绿色✿◈★;即便部分电力来自火电✿◈★,也能实现显著减碳✿◈★。
此外✿◈★,电动化农机具有精细化作业能力✿◈★,可实现更精准的数据采集和作业控制✿◈★,从而优化农业生产过程✿◈★。韩威强调✿◈★,许多国际客户采购智能农机✿◈★,正是出于ESG与“双碳”目标的需求✿◈★,希望从源头上实现农业减碳✿◈★。
农业是一个非标性极强✿◈★、“长尾”事件密集✿◈★、容错率极低的生产系统✿◈★。任何一次失败✿◈★,意味着整季产量风险✿◈★。
正因如此✿◈★,中科原动力在产品导入期经历了“3年3季”的完整周期✿◈★,才进入商业化✿◈★。韩威在接受《商学院》记者采访时回忆✿◈★,创业初期✿◈★,公司在自动驾驶领域已取得多项国内里程碑式进展✿◈★,因此一度认为农业场景相对简单✿◈★:没有复杂道路结构✿◈★,也缺乏交通信号灯和密集的交通参与者凯发K8官网✿◈★,✿◈★,看似更容易实现无人驾驶落地✿◈★。
但真正进入农业领域后✿◈★,这一判断很快被现实推翻✿◈★。由于对农业生产规律理解不足✿◈★,产品从研发到被用户真正接受✿◈★,导入期整整用了3年✿◈★,相当于对应3季粮食作业周期✿◈★。
“第一年更多是试验✿◈★。”韩威解释说✿◈★,农户最关心的不是买不买✿◈★,而是“能不能用”✿◈★。而所谓“能用”✿◈★,归根结底只有一个标准✿◈★:是否实现增产增收✿◈★。这一结果只能在收获季才能验证✿◈★。以东北地区为例凯发K8国际登录官方网站✿◈★,一年一熟✿◈★,试验周期极长✿◈★。
因此✿◈★,第一年团队几乎都在田里“重新学习农业”✿◈★,理解种田的节奏和不确定性✿◈★,这也彻底颠覆了创业初期对农业的浅层认知✿◈★。到第二年✿◈★,产品才进入示范阶段✿◈★。从1块地扩展到2块✿◈★、3块✿◈★,进行小范围复制验证✿◈★,又耗去整整一年✿◈★。直到第三年✿◈★,客户才愿意将一定规模的土地交由团队进行小批量应用✿◈★,进入中试阶段✿◈★。
韩威坦言✿◈★,中科原动力的技术源头来自无人驾驶与人工智能研究✿◈★。团队在创业前✿◈★,已在该领域深耕近20年✿◈★,并直接参与中国无人驾驶早期产业化进程✿◈★。
2019年✿◈★,中科原动力将无人驾驶与人工智能技术带入农业领域囚徒wingying✿◈★。选择这一方向✿◈★,韩威向记者表示✿◈★,背后有三重现实判断✿◈★:第一✿◈★,农业的国家战略重要性✿◈★。粮食安全是长期命题✿◈★,而农业生产方式正面临结构性挑战✿◈★。第二✿◈★,劳动力结构变化✿◈★。在东北✿◈★、新疆等地区✿◈★,大型农场并不缺设备✿◈★,而是“有机无人的矛盾”日益突出✿◈★。第三✿◈★,规模化经营的窗口期✿◈★。土地集中度提升✿◈★,为自动化✿◈★、智能化提供了现实基础✿◈★。“这不是一个快行业✿◈★,但一定是一个长期行业✿◈★。”韩威说✿◈★。
随着作业面积不断扩大✿◈★、实地经验持续积累囚徒wingying✿◈★,团队正通过不断优化系统与产品状态✿◈★,提高无人驾驶技术在复杂农业环境中的稳定性和适应能力✿◈★。
在长期主义的理念下✿◈★,中科原动力在扎实地拓展市场✿◈★,韩威向记者表示✿◈★,公司起步于东北齐齐哈尔✿◈★,目前已在全国至少20个省市实现小规模落地应用✿◈★,覆盖新疆✿◈★、内蒙古✿◈★、宁夏✿◈★、山东✿◈★、北京✿◈★、河北等北方地区✿◈★,并逐步拓展至福建厦门✿◈★、四川宜宾等南方区域✿◈★。在海外市场✿◈★,相关技术也已在白俄罗斯✿◈★、巴基斯坦等国家开始规模化应用✿◈★。
韩威认为✿◈★,这一选择与农业结构性需求高度相关✿◈★。一方面✿◈★,东北是我国粮食生产的“压舱石”✿◈★,地方政府和农业经营主体对稳产✿◈★、增产具有高度共识✿◈★,对新技术的接受度相对较高✿◈★;另一方面✿◈★,东北及新疆等地区土地规模大✿◈★、人口持续流出✿◈★,大型农场对自动化✿◈★、无人化技术的需求更为迫切✿◈★,使农业无人驾驶具备更强的现实刚需✿◈★。
不过✿◈★,在跨区域推广过程中✿◈★,技术挑战同样显著✿◈★。韩威指出✿◈★,农业无人驾驶算法与作物类型和地域条件高度相关✿◈★。例如✿◈★,玉米与棉花的种植方式差异明显✿◈★;即便是同一种作物凯发K8国际登录官方网站✿◈★,在东北与新疆✿◈★,由于气候✿◈★、土壤和农艺体系不同✿◈★,对作业路径✿◈★、节奏和参数的要求也并不一致✿◈★。这对无人驾驶系统在农艺适配层面的普适性提出了更高要求✿◈★。
此外✿◈★,农业生产中存在大量随机性和“长尾”问题✿◈★。在实际作业中✿◈★,设备可能遭遇农具脱扣凯发K8国际登录官方网站✿◈★、漏播✿◈★、堵籽等机械问题✿◈★,也可能遇到地块内的大石头囚徒wingying✿◈★、树根✿◈★、电线杆及拉线等复杂障碍✿◈★。这类高频✿◈★、非标准化的异常情况✿◈★,是农业场景中的常态✿◈★。韩威表示✿◈★,随着作业面积不断扩大✿◈★、实地经验持续积累✿◈★,团队正通过不断优化系统与产品状态✿◈★,提高无人驾驶技术在复杂农业环境中的稳定性和适应能力✿◈★。
在资金端✿◈★,在完成B轮融资后✿◈★,中科原动力进入新的发展阶段✿◈★。韩威判断✿◈★:过去完成的是研发✿◈★,接下来更关键的是产能建设✿◈★、交付体系与服务网络✿◈★。公司正在将产品从原型转化为商品化✿◈★,形成“研发—生产—销售”一体化体系✿◈★。目前研发部分已基本完成✿◈★,接下来的重点是提升产能✿◈★、交付能力✿◈★,以及建设销售与服务体系✿◈★。
他指出✿◈★,公司生产和服务体系的建设将参考传统国际农机的成熟经验✿◈★,包括如何高质量生产农机和维护设备✿◈★。同时✿◈★,由于交付的是智能化✿◈★、电动化的新型农机囚徒wingying✿◈★,品牌宣传和客户获取也需要突破传统经销模式✿◈★,建立差异化的营销和服务体系✿◈★。
农业是一门慢生意✿◈★,但一旦被验证可靠✿◈★,就具备高度集中化的市场特征✿◈★。在所有AI应用场景中✿◈★,农业可能是最不性感的那个✿◈★。它没有即时反馈✿◈★,没有爆款逻辑✿◈★,甚至连失败都需要一年才能确认✿◈★。但也正因如此✿◈★,它成为最需要系统能力✿◈★、工程能力与耐心的战场✿◈★。中科原动力选择了这条路✿◈★,也正在为中国农业提供一种新的技术可能性✿◈★:不追求炫技✿◈★,只追求可用✿◈★,真正地改变耕地的方式✿◈★。