如今,農民也漸漸開始了解和接受用高新科技武裝農業(yè)生產,提高作物整體產出。越來越多的田間使用的植保無人機就是一個開端,相信不久之后,當人們習慣了數(shù)字農業(yè)、精準農業(yè)帶來的高效便捷,大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、認知計算和人工智能這些現(xiàn)在看來高大上的技術,會慢慢滲透到田野間。
寶雞溫室大棚
衛(wèi)星航拍 大數(shù)據(jù)分析蘋果產量
前美國航空航天局(NASA)大數(shù)據(jù)科學家張弓2015年回國創(chuàng)立了自己的公司——佳格天地,公司的任務是通過衛(wèi)星和氣象大數(shù)據(jù)收集、處理、分析和可視化系統(tǒng),為農場提供種植面積測算、作物長勢監(jiān)測、生長周期估算、產量預估、自然災害預測、病蟲害預警等服務。
他們在陜西千陽承包了千畝蘋果園,蘋果開花的周期只有一周,張弓和他的團隊正在完成一項看似不可能的任務,利用衛(wèi)星和航拍,數(shù)清每一棵樹上蘋果花的數(shù)量,而且要精確到每一朵,通過對蘋果花數(shù)量的評估,以及后續(xù)一系列大數(shù)據(jù)分析,對蘋果的未來產量進行預估。
AI控制合理施肥
藍河科技是位于美國硅谷一家主要研究用于農業(yè)生產的計算機視覺技術的初創(chuàng)公司。是由2名斯坦福大學學生創(chuàng)立的,開發(fā)出了的產品包括:精密除草劑噴霧機器人See & Spray、間苗機器人LettuceBot、植保無人機、作物長勢分析軟件ARPA-E TERRA等。2017年被美國最大農業(yè)機械制造商約翰迪爾公司以3.05億美元收購。
藍河科技發(fā)明的機器人可以通過安裝在架子上的攝像頭“看到”秧苗,在幾毫秒之內,它就能識別出強壯的植物,并給弱小的植物施肥。
藍河科技的See and Spray(看而噴)系統(tǒng)可以用來消除棉花田中的雜草,這個系統(tǒng)利用AI來分析高分辨率圖像,并檢測出雜草的存在和位置。另外,實踐表明,通過高度精確和有針對性的噴霧應用,他們可以減少90%的除草劑用量。
AI覆蓋農業(yè)生產全過程
要想通過AI改變農業(yè)的生產質量與效率,那么全方位全階段的滲入則是勢在必行。
產前:育種選種、土壤分析
在產前階段,可利用物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù),對灌溉用水、土壤成分乃至農作物的市場周期需求進行大數(shù)據(jù)的分析和預測,選擇適合種植的農作物品種,避免產銷脫節(jié)引發(fā)價格劇烈波動,造成經(jīng)濟損失和農產品浪費。另外,云計算、大數(shù)據(jù)分析和機器學習等技術,還可以幫助篩選和改良農作物基因,達到提升口味、增強抗蟲性、增加產量的目的。
產中:病蟲害管理、自動采收
在產中階段,人工智能技術可用于監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)和農作物生長情況。通過建立病蟲草害特征分類數(shù)據(jù)庫,并利用計算機視覺技術識別作物品種、病害程度和雜草生長情況,可實現(xiàn)智能預防和管理病蟲草害,減少經(jīng)濟損失。不僅如此,這在一定程度上還可減少除草劑和殺蟲劑的使用,提升農產品安全性,減輕環(huán)境影響。
針對傳統(tǒng)農業(yè)“看天吃飯”的缺陷,利用機器學習技術處理衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù),可預測天氣等環(huán)境變化對作物的影響,提前應對。在采收環(huán)節(jié),計算機視覺技術與機械臂或機器人結合,可實現(xiàn)24小時自動化采收,節(jié)省人力,降低成本。此外,大數(shù)據(jù)處理和語音識別等技術可運用于農業(yè)智能專家系統(tǒng)中,為農業(yè)從業(yè)者提供專業(yè)咨詢服務和指導,幫助解決生產中各種技術問題。
產后:品質檢測、優(yōu)化物流
在產后階段,具有計算機視覺的機械臂可進行農產品售前品質檢測、分類和包裝等工作;用大數(shù)據(jù)分析市場行情,可幫助農產品電商運營,引導企業(yè)制定更靈活準確的銷售策略;通過人工智能遺傳算法和多目標路徑優(yōu)化數(shù)學模型,可對物流配送路徑進行智能優(yōu)化,完善生鮮農產品供應鏈等。
科技巨頭紛紛布局
數(shù)字化農業(yè)對企業(yè)的技術水平有了更高的要求,在海外,活躍在這一領域的科技巨頭主要有思科(Cisco),IBM和微軟等。
思科正在開發(fā)用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)遠程管理農作物的技術,并且還投資了一家專注于計算機視覺、數(shù)據(jù)處理研究的公司Prospera Technologies,開發(fā)農業(yè)專用的人工智能系統(tǒng)。
IBM的沃森公司不僅應用于精準醫(yī)療,也在開發(fā)精準農業(yè)領域的應用,開始用人工智能技術為農業(yè)構建數(shù)字模型,主要用于預測、模擬未來農業(yè)可能出現(xiàn)的不確定性,幫助農民作出更準確的決策。
微軟則正在用機器學習和智能助手cortana、物聯(lián)網(wǎng)打造現(xiàn)代農業(yè)解決方案,在印度播種實驗中,微軟利用人工智能技術優(yōu)化了播種過程,使農田每公頃平均產量提高了30%。
近些年,中國的幾個科技巨頭BATJ也都紛紛入局智慧農業(yè),嘗試用科技改變傳統(tǒng)農業(yè)。首先是阿里發(fā)起農村電商;京東計劃做全產業(yè)鏈的智慧農業(yè);百度側重和農業(yè)企業(yè)進行合作,搭建智能平臺。騰訊在今年4月份也宣布了自己的智慧農業(yè)平臺。
百度ABC農業(yè)
ABC即AI,Big Data,Cloud Computing。ABC+農業(yè)的核心是:通過IoT和智能傳感設備更精確更實時地收集農業(yè)生產各方面的信息,這些信息再實時地上傳到云端服務器,云端服務器由大數(shù)據(jù)支撐進行深度學習,把數(shù)據(jù)變成有用的信息,有些信息再轉變成相應的指令發(fā)給農戶或者智能終端。
"MAP智農”是中化農業(yè)推出的智慧農業(yè)服務,在百度云ABC(AI,Big Data,Cloud Computing)的深入賦能下,正在開拓出越來越多的應用場景。在內蒙古正藍旗農場的馬鈴薯種植基地,“MAP智農”能夠在異常天氣提醒方面,基于馬鈴薯生理模型,提前推送針對性氣象災害發(fā)生概率、持續(xù)時間等信息給種植戶,提供未來3小時短臨降雨提醒;在農事提醒方面,基于馬鈴薯的物候期需肥水規(guī)律,設立相應的生產種植農事歷,通過自動抓取關鍵生理指標,結合種植模型和未來天氣,提前推送出最佳適宜施肥和灌溉建議;在病蟲害爆發(fā)提醒方面,基于馬鈴薯生理模型進行與氣候強相關的病蟲害爆發(fā)概率、影響程度、爆發(fā)時間、病蟲害癥狀處理等信息內容的推送。
阿里ET農業(yè)大腦
2018年6月7日,云棲大會·上海峰會正式發(fā)布阿里云ET農業(yè)大腦,希望將人工智能與農業(yè)深入結合,目前已應用于生豬養(yǎng)殖、蘋果及甜瓜種植,已具備數(shù)字檔案生成、全生命周期管理、智能農事分析、全鏈路溯源等功能。
在陜西,10000畝海升蘋果的生產資料已經(jīng)匯聚到ET農業(yè)大腦,可以對每棵果樹進行個性化管理,大大提高果園的管理效率。果農再也不用一筆一劃記錄每棵果樹的澆水量、施肥量、施藥量,再分頭錄入EXCEL匯總到管理層。一部手機、一個管理軟件,就可以實時記錄、實時同步相關人員;未來掃一掃果樹旁的二維碼,還能看到這棵果樹的歷史澆水、施肥、施藥情況。
通過對這些歷史數(shù)據(jù)的智能分析,ET農業(yè)大腦能建立起一整套知識庫,指導果農播種、施肥和耕作,提供最優(yōu)決策;還可以進行智慧選址,針對不同品種的果樹選擇最適宜的水土環(huán)境。
阿里與國強合作社合作的“用AI扶貧”,將 ET農業(yè)大腦應用到了國強甜瓜圃:每個甜瓜都有一個二維碼身份證,對甜瓜全生命周期進行監(jiān)控,確保瓜農按照標準化手冊操作,不打激素,讓每一個瓜長足天數(shù),是真正的“瓜熟蒂落”。
騰訊智慧農場
騰訊AI Lab的AI專家根據(jù)植物學、生物學和物理學等相關學科知識進行建模,建立起模擬氣候環(huán)境和作物生長的仿真器。
隨后,該團隊開創(chuàng)性地搭建出一個農業(yè)人工智能系統(tǒng),通過創(chuàng)新的強化學習方法,將iGrow農業(yè)專家的知識和經(jīng)驗自然地嵌入仿真器中,使人類專家能夠在種植密度、灌溉施肥、打頂剪枝等方面,實現(xiàn)對AI的有效干預,提高AI學習效率,最終在資源最優(yōu)化的同時,最大程度地提升了作物產量。