半岛人工智能重新定义农业生产

　　半岛人工智能重新定义农业生产农业是人类赖以生存的根本，在三次产业中占据基础性地位，对经济社会的稳定与发展至关重要。如今，由于人口的增长、气候变化的影响以及城镇化的加速推进，现代农业面临着诸多挑战，如何提高农业生产效率和质量、保障粮食安全、降低环境污染等都是亟待解决的问题。

　　为应对这种挑战，各国都在进行推动农业提质增效的探索，其中以人工智能为基础的智慧农业发展迅速。

　　在人工智能的加持一下，农业的生产正迈向更加自动化和智慧化的时代，我们所熟知的农业也在被重新定义。

　　每天早上，生活在渭北平原上的农民邓宇起床后的第一件事就是打开手机，通过视频监控查看自己的大棚的情况，并且依据当天气温、光照等情况，在手机上对大棚操作管理。邓宇的蔬菜大棚设在村上的现代农业产业示范园果蔬种植基地，依托物联网、5G+互联网技术，这里建立了智慧农业管理系统，搭建了可视化农业数据监控平台。

　　“我们这里昼夜温差大，蔬菜对湿度、温度、光照等生长条件比较敏感，技术要求比较高。”小邓说，以前查看湿度，只能凭经验判断。现在，通过大棚监测一体机实时采集数据，自己在手机上就可以查看大棚内精确的温度、湿度数据。

　　AI农业是以人工智能为基础的智慧农业新模式。在本世纪初，人工智能就已经开始应用于农业生产的智能感知、智能装备、专家系统、物联网等各个领域，其中具体的应用形式为智能化农业、农业机器人等半岛官网入口网页版。

　　智能化农业是通过采集大量数据，分析作物生长状况、土壤湿度、气象变化等各种因素，提供科学的决策支持和智能化的管理方案，从而最大化地提高农业生产效率和质量。

　　“我们基地现在共有16栋温室大棚进行了智慧试点改造，以前这么多大棚至少需要3至4个人跑来跑去卷帘、通风半岛官网入口网页版，使用5G+智慧农业管理平台后，1个人用手机就可以随时掌握每栋温棚的实时动态，实现自动普卷棉被，自动调节风量、温度、湿度，自动滴灌补水，开展智能化、自动化、无人化的管理，不但降低了劳动强度，也降低了种植风险。”邓宇大棚所在的现代农业产业示范园负责人进一步解释道。

　　通过一系列物联网设备，各类数据收集并传送至村上的5G数字乡村大数据平台。该平台对数据进行分析处理后，最终实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析，同时平台有专家在线指导，为村上农业发展提供精准化生产、可视化管理、智能化决策等支撑。

　　而在实际的农业操作中，农业机器人的广泛应用，大大减轻了农民的劳动负担，提高了生产效率和质量，较为常见的就是使用无人机快速打农药、利用农业机器人进行耕作、播种和采摘等。

　　“人工打药的线亩的农药喷洒工作，但是无人机一天却能给300亩农田喷药。以前4个工人五天才能完成的工作量，现在用无人机2天就可以完成。”农用无人机飞手蔡川介绍。而且，无人机飞过下旋风力强劲，可以将农药充分喷洒到农作物叶片背面和根部，农药用量比常规农药要省很多，满足绿色农业的要求。

　　蔡川还表示：“最开始我们只用无人机喷洒农药，到现在的施肥、播种，甚至还有客户找我们用无人机给农田信息采集进行测绘。可以说，无人机给农业插上了科技的翅膀，也让农业变成一件很酷很炫的事情。”

　　靠天吃饭，一句话道出农业生产对环境的依赖。而农业发展的方向，就在于通过调控和改善生物生长环境，使动植物、微生物的生长向着对人类有利、满足人类需求的方向发展，使农业产量、品质更加稳定可控。

　　在古老的三秦大地上，AI农业正在遍地开花。在渭南葡萄产业园，5G+智慧大棚，科学管控土壤情况；在延安安塞，5G+千里眼，足不出户看果园；在汉中留坝，5G+智慧种植，香菇培养巧管理

　　上个世纪人工智能技术便开始在农业领域进行探索，但由于当时的技术水平，并没有太多实时性的进展。进入新世纪，AI技术在工业领域发挥的巨大效能，让中国农业看到了新的变革机会。

　　中国虽然国土辽阔，但由于人口众多，相关数据显示中国人均耕地面积仅为0.1公顷，所以中国的农业需要用更少的耕地，满足更多的粮食需求。

　　虽然中国农业在生产环节中，机械化程度大幅提升。与中国的历史农业生产方式相比，生产效率大大提升。但放眼全球，中国的农业生产仍然存在着大量的可提升空间。

　　在生产成本方面，现阶段中国的粮食生产成本是美国和巴西的两倍。以每公顷的玉米产量作比较，中国每公顷的玉米产量比美国低40%，生产1公斤猪肉或鸡肉需要多6%-26%的谷物。

　　中国农业供给所面临的长期挑战仍然是土地有限和效率较低。在未来的农业发展中，特别是伴随着人工智能、大数据等技术的发展，可以帮助农民更好地管理农作物，以提高农业生产效率和质量，进一步提升土地的利用效率。

　　种植户高明对此深有体会，“自从使用自能控制系统，不仅自动浇水通风、自动施肥，而且还能对土壤和蔬菜生长情况进行实时监测。以黄瓜种植为例，自从数字大棚投入使用后，成熟周期由原来的120天左右缩短至70天左右；比原亩产提升20%~30%。一茬接一茬生产，不仅产量更高，而且经济效益倍增”。

　　人工智能技术的应用不仅让产量得到了提升，更让农产品的品质保证发生了性的改变。拿草莓来讲，这类较为娇贵的水果对温度、湿度、磕碰有着严格的要求，每一项环节出了问题，均会对口感造成极大伤害。而一颗草莓在流通到市面前，要历经种植采摘物流等诸多环节的考验，这些以往大多只能凭借经验来运作。

　　今天，农民则可以通过人工智能收集和处理更多的数据，并通过大数据分析，针对市场需求、种植情况、虫害、采摘时间、运输温度等更环节提供最优判断，以保障草莓以最新鲜的状态呈献给消费者

　　此外，传统农业作为一个劳动密集型产业，在生产中面临种收环节用工多、劳动力短缺、劳动强度高等一系列问题。

　　以蔬菜种植为例，据调查，目前我国蔬菜生产从业人员50岁以上占56%，人力成本占蔬菜生产成本近70%。伴随着我国农业领域从业劳动力锐减，未来“谁来种菜、如何种菜”已经成为保障我国“菜篮子”安全的关键问题。

　　人工智能则可以帮助破解此问题。无人驾驶农机、智慧水肥一体化系统、智慧植保、垂直农业和基于人工智能的收割机器人等措施，可以代替人类进行种植、喷洒农药、收割等一系列农业操作，与任何农场工人相比，人工智能驱动的工具更快、更标准、更精确。不仅可以大大减轻农民的劳动负担，而且可以有效解决劳动力短缺的问题。

　　通过由人工智能驱动的精准农业，针对性地给作物进行灌溉、施肥、喷药等，其结果就是帮助农民最大限度地提高产量，大幅减少成本投入，而且降低资源浪费和环境污染

　　人工智能在农业领域的赋能，正让复杂的事情变得更简单，释放出无比巨大的产业能量，在解决吃饱的问题之上，更让我们吃的更好。

　　人工智能技术的应用已经开始改变现代农业的方式和效率，为农民带来了更好的管理手段和更高效的农业生产方式。我国也出现了一些典型案例，但整体还处于起步阶段，农业的数字化、网络化、智能化转型仍面临诸多挑战。

　　在支撑能力端，农村地区缺乏必要的基础设施。以高速网络和数据中心为例，人工智能在农业领域的融合应用对网络实时响应和海量数据积累有较高要求。但我国村级信息化服务网络不够健全，农业领域网络化水平还有待提升。据统计，我国农村地区互联网普及率为36.5%，仅为城镇地区的一半。这使得人工智能技术在农业中的应用受到了一定限制。

　　而技术供给端，针对智能农业设备的专用芯片目前还较为缺乏，而通用芯片在环境较差的农业现场非常容易发生损坏，进而导致农业智能设施应用受阻。同时，由于农业场景复杂，农业智能机器人等设备在实际应用中存在效率不高、灵活度不够等问题，智能化设备的性能还需要进一步提升。

　　广大农民应用人工智能的意愿和能力不够，则是产业需求端面对的问题。一方面，智能化农业设备的应用，需要投入大量的资金和资源，且回收周期长，对于大多数农民来说，是一个巨大的负担，导致农民“不敢用”半岛官网入口网页版。另一方面，智能化农业设备的操作方式与传统农业设备差别较大，而广大乡村缺乏高素质的农业技术人才和相关的IT人才，导致对智能化设备的操作能力不足，“不会用”也阻碍了人工智能技术在农业中的应用和发展。

　　虽然目前人工智能在农业应用过程中还面临着一些挑战和问题，但是这些问题可以通过更多的科技投入、技术培训和政策支持来解决。

　　对此，有专家表示：“AI深耕一个领域需要时间，希望公众也能多些耐心。同时，我们还需要让更多农民了解到今天的科技能给他们带来哪些帮助。”

　　正如无人机飞手蔡川所言：“刚开始很多农户没看到效果是不能接受的，所以说前期推广还是比较困难。但是随着逐步推广，越来越多的农民认识到了无人机对于农业的好处。”

　　同时也要看到，人工智能技术的应用，并不代表着那些祖祖辈辈口传心授的“四时歌”和各种经验之谈就不再有价值。

　　“恰恰相反，我们的模型就是基于数据、基于经验构建的，很多老农凭经验就能把地种得很好，我们研究的就是这种经验背后的机理，经验也是AI学习的养料。”一位AI研究员解释。

　　现阶段，AI可以成为农业生产强有力的辅助，但远不足以替代人。“一个懂算法、懂互联网技术的人，再加上一个有经验的农民，制作出来的设备或模型应该会很有优势。”该研究员表示。

　　过去十几年里，农业传感器、机器视觉、知识图谱、决策模型等技术取得长足进展，AI在农业上的应用前景越加清晰可见，AI农业正变得越来越受欢迎。智能技术手段不仅可以改善农民的工作条件，也将颠覆传统的农作方式，代表着未来农业的发展方向。

　　相信未来，随着人工智能技术的不断发展和完善，农业生产将变得更加智能化、高效化和环保化，从而更好地满足人类的需求和挑战。(文/本刊记者 冉旭阳)