精准农业腾飞

写的丽贝卡·伊

走进萨格斯精密农业和机器系统实验室，你很难不被打动。以查理·萨格斯的名字命名，因为他对生物与农业工程系作为一个整体，该实验室体现了他的职业道德和对深化知识的奉献精神。

灯光明亮的空间里有一架光滑的无人机，在一个角落里装有作物传感器，另一个角落里装有一辆拖拉机，拖拉机上装有田间电脑和自动转向装置。两者都将用于各种研究、推广和学术项目，目的都是提高农业效率。一块新安装的白板占据了另一面墙的大部分。目前的项目、合作者和要点都潦草地写在了黑板上，涵盖了从棉花到圣诞树、玉米和猪的研究领域。

“我试着拍一张照片给我的父母看，但一张照片里装不下所有的东西，”实验室的本科生研究员凯尔·汤森(Kyle Townsend)说。

其中一个正在进行的项目是在玉米作物上安装传感器，以评估天气损害。

“飓风季节和收获季节是同一时间，”杰森·沃德解释说。“我们想知道，我们能否评估受损面积和受损程度?”

沃德于2017年加入BAE，担任精准农业助理教授，并在行业、政府和学术界带来了超过10年的宝贵经验。

在这个项目中，无人机将被用来量化农作物的损失。这些发现将与地面作物的状况进行比较。利用这些数据，精准农业团队可以比较特定的测量技术，以找到一套最好的工具，量化损害的严重程度和影响范围。

这些发现不仅对农民优先考虑他们的收获有价值，而且对保险行业或联邦灾难应对机构也有影响。

沃德补充说:“如果他们能迅速对破坏进行分类，那就意味着向农民开放了更多的资源。”

从一开始

加里·罗伯森(Gary Roberson)是机械系统和精准农业领域的副教授和推广专家，他指出:“精准农业在北卡罗来纳州立大学和整个学院都有着悠久的历史。”

罗伯逊很自豪，他的职业生涯是从为查理·萨格斯工作开始的。萨格斯是农业工程领域的巨人，同时也是系里的第一个博士生。

“我很自豪地说，我的本科生涯是从萨格斯博士的实验室开始的，”罗伯森说。“我很自豪地说，我将在萨格斯精密农业和机器系统实验室结束我的职业生涯。”

最近的NC State Academy of Outstanding Teachers and College of Agriculture and Life Sciences Outstanding Teaching Award获得者获得了BAE的学士、硕士和博士学位。

“BAE、作物和土壤科学系、园艺科学系和北卡罗莱纳州其他部门之间的早期合作促成了Cherry研究农场的第一个精准农业田间日，”罗伯森回忆道。

他目前正在进行的一个项目涉及的东西可能与其他国家或北卡罗来纳州都没有关系:无人机和圣诞树。使用无人机应用各种营养和化学物质来代替传统的手工方法既安全又快捷。罗伯森解释说，在地形恶劣的山区尤其如此。除了喷雾处理，无人机还能提供尺寸和生长数据，这对种植者继续提高效率至关重要。

罗伯逊和沃德还在行业合作伙伴棉花公司的资助下开展了一个项目。通过使用John Deere射频收获ID标签，研究人员将能够跟踪棉花从包到轧棉的质量，将纤维质量数据与棉田中的特定位置联系起来。最终，这些信息可以帮助棉花生产者管理质量和产量，同时改善收获物流和减少污染。

英国宇航系统公司(BAE)农业和环境技术专业毕业生、约翰迪尔公司(John Deere)员工杰瑞德•戴(Jared Day)是另一位合作者。“能够为了一个共同的目标与学校合作是一件伟大的事情，”戴解释道。

男主角

罗伯森指出:“在农业方面，北卡罗来纳州是最多样化的州之一，这给我们带来了机遇和挑战。”

沃德赞同这种观点。

“我们在该州和BAE的精准农业方面的优势部分来自于作物的多样性。如果你看看其他在精准农业领域处于领先地位的项目，它们大多是大田作物或行作物州。不要误解我的意思，我们在这方面有巨大的市场。“但农作物的多样性将给我们一个完全不同的视角和优势。我们的很多油田不像其他州那么大，所以我们有更多的机会来影响较小的非标准形状油田的效率。”

在考虑了北卡罗来纳州立大学可用于合作的资源——以及三角研究园区的行业资源之后，很容易看到BAE如何能够在精准农业的发展中发挥领导作用。

机器人和传感器的未来

为了延续系里前所未有的发展趋势，新聘请的教师将带来一种不同的专业知识。

Sierra Young将于2019年1月在生物传感器领域加入BAE。她的研究兴趣集中在机器人技术和自动化在农业、自然和城市系统中的传感和意义制造，以及无人系统中的人机交互。

杨获得康奈尔大学土木工程学士学位和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校土木与环境工程硕士学位。美国国防部国防科学与工程研究生奖学金获得者，目前正在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校土木与环境工程系攻读博士学位，她在爱荷华州立大学农业与生物系统工程领域担任访问学者。

Young最近在全国会议上介绍了用无人机测量土壤湿度和温度、用机器人对行作物进行快速表型以及在农田上使用跟踪机器人进行高精度控制等方面的研究。

尽管农业部对精准农业的方法正在扩大，但其基本理念将保持不变。

沃德指出:“我们仍将进行传统的精准农业，比如采集土壤样本，或将终端安装到拖拉机上，确保人们知道如何使用它们。”“但我认为，我们将把目光投向标准大田作物之外，并加快机器人和传感器的使用。”

“我们不能保证每一种方法都会在每个农场产生利润，”罗伯森补充道。“但我们能做的是为每种情况寻找最佳的成功途径。这就是我们正在做的。”

我们的研究针对重大挑战——并克服它们。

这篇文章是出版农业和生命科学学院新闻。