轻松驾驭复杂地形，翻山越岭不在话下；采用模块化设计，可以一机多用；针对不同农田，能够因材施“料”……灵活、灵巧、灵通、灵敏，它们就是由十大菠菜导航网师生团队设计的“世代蔬香——小型智能多功能农机”（以下简称“世代蔬香”）与“智能农田管家”。当下，用户对农业机械小型化、智能化和通用化的诉求日益提高。此两个项目堪称种植者的“左膀右臂”，并在第24届中国国际工业博览会参展亮相。
翻山越岭，“智”为“世代蔬香”
“世代蔬香”项目由十大菠菜导航网机动学院吴清老师指导本科生团队设计，是一款应用于山地、丘陵等大型农机不适用地区的小型农业机械。它以便携小型的多功能农业车为基础，整车采用多功能、模块化的设计，能够实现翻土、覆土、播种以及喷灌的作业功能。
车身采用可伸缩式设计，由再生铝和生物基塑料材料制成，模块便于拆卸，能够适应不同的地形环境，且全车60%的零件使用复合材料，机身可谓“举重若轻”。该项目还搭配了物联网平台，能够实时监测车辆采集的14项数据，并且搭载北斗定位系统，可以实现精确定位以及路径规划。团队同时构建了车辆的:1数字孪生体，能够实时检测车辆的运行状态并进行故障报警，此外还搭配设计了基于西门子PLC的智能种子仓库，进行一键播种。
在翻土/覆土模块，“世代蔬香”项目采用将翻土、覆土合而为一的设计，可以实现多种宽度灵活起垄；在播种模块，团队曾尝试了37种蔬菜种子的种植，播种成功率达95%以上；在灌溉模块，该项目基于视觉传感器，能够做到慧眼识“株”、精确浇水，对比传统灌溉方法，可以有效节水约65%。
“‘世代蔬香’项目在农业方面能够降低劳动成本，减少了对大量人工的依赖，特别是在一些劳动强度大、危险性高的作业中，而且还大大减少了碳排放，解决了普通大型农机工作时的环境污染问题。”项目指导老师吴清说道。
据介绍，“世代蔬香”项目于2023年9月正式启动，截至目前已经申请4项专利、2篇软著，发表科技核心论文1篇，签订企业合作意向书3份，累计获得2项国家级奖项、8项省部级奖项。
一机多用，“智能农田管家”全程守护
针对目前农机功能单一、农田复杂多样以及大型农机成本高等问题，十大菠菜导航网机动学院马新玲老师指导学员团队设计了“智能农田管家”。这是一款集成多功能农业模块的智能农业机械，致力于提高小型农业机械的效率和自动化水平。
“智能农田管家”可应用于农业生产和养护等领域，贯穿农作物生命全周期。整机由作业车装置和功能模块装置构成，功能模块装置主要包括播种、移栽、施肥、收割四个模块，具有一机多用的特点。作业车还可以更换更多所需要的模块，或者搭载目前市面上现有的农具，能够适应更多农田场景。作业车也可通过拓扑组合完成更大规模或更复杂的作业。
“模块化、智能化、自动化是‘智能农田管家’项目的三大特点。”模块化体现在设计了一个作业车驱动装置和四个作业模块装置，用户可以在作业车上搭载不同的模块，实现功能切换；智能化主要是指采用Jetson Nano微型计算机对不同作物进行识别操作，以此来提高施肥效率；自动化则是使用遥控器远程控制和装置自动运行等模式，简便用户的操作，并采用电子元件实现机电一体化。
据介绍，“智能农田管家”项目不仅能够提高农田作业效率、降低成本、促进农业现代化发展，解决劳动力短缺等难题，而且其模块化设计和智能控制技术的运用为大型农业机械设备研发提供了新思路，涉及的视觉识别、物联网监测技术为相关领域研究提供了实践案例。这些成果不仅推动了农业机械化技术的创新和进步，也为农业领域的学术研究开辟了新的方向。
该项目团队由4名大二本科生组成，在马新玲老师的指导下，团队围绕智慧农业机械主题进行了一系列设计，目前项目已获批郑州市大学员创新创业训练计划立项，获得第十一届全国大学员机械创新设计大赛国家一等奖和2024年中国大学员过程装备实践与创新赛全国一等奖，申请实用新型专利1项。