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

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

在肯辛頓開創(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)平臺具有一條寬軌框架，動力系統(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)，兩者通過框架連接。

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

它在軌道上運(yùn)行，被稱為“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，來自牛津郡奇平諾頓的農(nóng)民大衛(wèi)·道勒（DavidDowler）開始基于Hesston開發(fā)自己的機(jī)器。

大衛(wèi)道勒的機(jī)器依賴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)過程中減少對土壤的壓實(shí)。之后，Silsoe研究所在大衛(wèi)設(shè)計的機(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)劃的形式稱為受控交通耕作(CTF)。

早在1996年，NewScientist的一篇報道就指出，“道勒龍門拖拉機(jī)的開發(fā)商表示，該機(jī)具的使用可以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)25%，同時降低油耗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

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

Dowler龍門系統(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)勢在于它們將土壤壓實(shí)限制在田間的特定區(qū)域，無論是在整個生長季節(jié)還是以后的作業(yè)中。

使用大衛(wèi)機(jī)器時，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%。

龍門架占地少的一個原因是，對于每兩個相鄰的通道，只需要3個而不是4個軌道。

現(xiàn)場作業(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，會形成硬化的土壤“基礎(chǔ)”。由于這部分土壤尚未開墾，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系統(tǒng)的半永久性軌道

Nexat機(jī)器另一大優(yōu)勢在于，機(jī)器不是懸掛在龍門架上，而是從側(cè)面與它們對接。

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)自動化。

不過，大衛(wèi)機(jī)器和Silsoe在龍門系統(tǒng)上開展的工作都沒有取得商業(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。

它們在包括日本、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，但目前在市場上仍然沒有被廣泛接受或大規(guī)模生產(chǎn)。

Nexat的嘗試

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

這臺機(jī)器背后的公司是德國一家名為KalverkampMaschinenbauGmbH的工程咨詢公司，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發(fā)龍門架，這些公司和組織為該項目貢獻(xiàn)了他們的專業(yè)技能和知識。

做好自主運(yùn)行的準(zhǔn)備

過去將龍門系統(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)問題。

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

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

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

每個現(xiàn)場操作對應(yīng)有專用模塊，包括一個帶有5.8m長軸流分離器的谷物收割裝置。

模塊化意味著每個工具實(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)為是自動拖拉機(jī)的主要絆腳石。而Nexat則通過保留一個駕駛位來實(shí)現(xiàn)，這樣它可以在田地間通過手動進(jìn)行駕駛。

目前，該機(jī)具由兩臺550馬力的柴油發(fā)動機(jī)提供動力，并通過電力驅(qū)動軌道。未來將計劃使用氫燃料電池技術(shù)。

伙伴關(guān)系推動創(chuàng)新

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

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)很容易連接到龍門架上，并且專門設(shè)計為用于與龍門架一起使用。

該公司指出，它在相應(yīng)模塊解決方案的開發(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)用專家、GeringhoffGmbH以及奧斯納布呂克和不來梅的兩所德國大學(xué)。