農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的頭等大事。改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平大幅提高，但同時(shí)也面臨著諸如土地資源緊缺、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度低、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全形勢(shì)嚴(yán)峻、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境遭到破壞等問(wèn)題。如何在資源緊缺的同時(shí)穩(wěn)步提高農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中面臨的重大命題。

在這種局面下，大規(guī)模的創(chuàng)新和技術(shù)變革將是解決農(nóng)業(yè)問(wèn)題并推動(dòng)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的有效途徑。當(dāng)前，如何通過(guò)人工智能技術(shù)提高生產(chǎn)力，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用熱點(diǎn)。

技術(shù)加持下的智能農(nóng)業(yè)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)手段會(huì)造成水資源浪費(fèi)、農(nóng)藥使用過(guò)度等問(wèn)題，不僅成本高、效益低，產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保障，還會(huì)造成土壤和環(huán)境污染。在人工智能技術(shù)的加持下，農(nóng)民將能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)播種、合理水肥灌溉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低耗高效、品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

●提供科學(xué)指導(dǎo)

運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析和評(píng)估，能給農(nóng)民開(kāi)展生產(chǎn)前準(zhǔn)備工作作出科學(xué)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)土壤成分及肥力分析、灌溉用水供求分析、種子品質(zhì)鑒定等功能，對(duì)土壤、水源、種子等生產(chǎn)要素進(jìn)行科學(xué)合理配置，有力保障后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的順利開(kāi)展。

●提高生產(chǎn)效率

在農(nóng)業(yè)產(chǎn)中階段使用人工智能技術(shù)，能幫助農(nóng)民更科學(xué)地種植農(nóng)作物以及對(duì)農(nóng)田進(jìn)行更合理的管理，有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)范化轉(zhuǎn)型，加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

●實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品智能分揀

將機(jī)器視覺(jué)識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)產(chǎn)品分選機(jī)械中，可對(duì)農(nóng)產(chǎn)品外觀品質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別檢驗(yàn)及分級(jí)，其檢驗(yàn)識(shí)別率遠(yuǎn)高于人類視覺(jué)，具有速度快、信息量大、功能多的特點(diǎn)，可一次完成多項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。

人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，人工智能技術(shù)正在成為改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的強(qiáng)勁動(dòng)力，在多種農(nóng)業(yè)場(chǎng)景得到廣泛應(yīng)用。例如，耕作、播種和采摘等智能機(jī)器人，土壤分析、種子分析、病蟲(chóng)害分析等智能識(shí)別系統(tǒng)，以及禽畜智能穿戴產(chǎn)品等。這些應(yīng)用的廣泛運(yùn)用能有效提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)出及效率，同時(shí)減少農(nóng)藥和化肥的使用。

★土壤成分及肥力分析

土壤成分及肥力分析是農(nóng)業(yè)產(chǎn)前階段最重要的工作之一，也是實(shí)現(xiàn)定量施肥、宜栽作物選擇、經(jīng)濟(jì)效益分析等工作的重要前提。借助非侵入性的探地雷達(dá)成像技術(shù)對(duì)土壤進(jìn)行探測(cè)，然后利用人工智能技術(shù)對(duì)土壤情況進(jìn)行分析，可在土壤特征與宜栽作物品種間建立關(guān)聯(lián)模型。

例如，IntelinAir公司開(kāi)發(fā)了一款無(wú)人機(jī)，通過(guò)類似核磁共振成像技術(shù)拍下土壤照片，通過(guò)智能分析，確定土壤肥力，精準(zhǔn)判斷適宜栽種的農(nóng)作物。

★灌溉用水供求分析

基于人工智能技術(shù)的智能灌溉控制系統(tǒng)，集專家系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)等高新技術(shù)于一體，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤墑情，根據(jù)檢測(cè)得到的氣候指數(shù)和當(dāng)?shù)氐乃臍庀笥^測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)灌溉用水供求量進(jìn)行分析，選擇最佳灌溉規(guī)劃策略。

★種子品質(zhì)鑒定

作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一，種子的質(zhì)量直接關(guān)系到農(nóng)作物產(chǎn)量和生產(chǎn)效益。利用圖像分析技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非破壞性的方法對(duì)作物種子的種類、純度和安全性進(jìn)行檢測(cè)，能有效控制和提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

★農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)則是一種擁有大量農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相當(dāng)數(shù)量的專家級(jí)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，可以模擬農(nóng)業(yè)專家的思維，解決農(nóng)業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)可以對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，及時(shí)獲得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各階段可能遇到的問(wèn)題的解決方法。

★動(dòng)植物健康監(jiān)測(cè)

比如，Connecterra是一家荷蘭的農(nóng)業(yè)科技公司，主要研發(fā)和生產(chǎn)用于奶牛身上的電子可穿戴設(shè)備。這些設(shè)備內(nèi)置多個(gè)傳感器，配套的分析軟件則融入了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，軟硬件配合共同實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牲畜的健康情況。通過(guò)可穿戴感應(yīng)器學(xué)習(xí)奶牛的行為模式，奶農(nóng)還能更早注意到可能出現(xiàn)的問(wèn)題，比如奶牛的跛足或者消化不良等情況，并獲得建議。在這些信息的幫助下，Connecterra客戶農(nóng)場(chǎng)的乳制品產(chǎn)量得到了30%的提升。

★播種、耕作、采收等智能機(jī)器人

人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種、耕作、采摘等多種場(chǎng)景，極大地革新了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，提高了生產(chǎn)效率。美國(guó)Aboundant Robotics公司開(kāi)發(fā)了一款蘋(píng)果采摘機(jī)器人，其通過(guò)攝像裝置獲取果樹(shù)的照片，采用雙目立體視覺(jué)、圖片識(shí)別等技術(shù)對(duì)果實(shí)進(jìn)行定位并判斷其成熟度，確定適合采摘的果實(shí)，然后運(yùn)用機(jī)器人精準(zhǔn)操控技術(shù)對(duì)果實(shí)進(jìn)行無(wú)損采摘，采摘速度高達(dá)一秒一個(gè)。

★雜草控制

依托出色的傳感器技術(shù)和圖像識(shí)別功能，Blue River Technology公司開(kāi)發(fā)了一款名為See&Spray的機(jī)器人，用以幫助控制 棉花地的雜草。它依靠計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)判斷面前的是作物還是雜草，即使目標(biāo)只有郵票大小，它也能準(zhǔn)確識(shí)別。一旦確定那不是作物， 機(jī)器人會(huì)控制噴嘴對(duì)準(zhǔn)噴灑，避免對(duì)棉花造成腐蝕。

精準(zhǔn)噴灑和噴霧噴嘴可以幫助防止雜草對(duì)除草劑產(chǎn)生抗藥性，并且能減少高達(dá)90%的除草劑使用量。這不但提高了除草效率，幫助農(nóng)民穩(wěn)定收入，也因減少化學(xué)品的使用量，保護(hù)了作物和環(huán)境。

★智能溫室系統(tǒng)

在西方發(fā)達(dá)國(guó)家智能溫室系統(tǒng)已得到廣泛深度應(yīng)用。例如，目前荷蘭約有85%的溫室通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行環(huán)境調(diào)控，德國(guó)已把3S技術(shù)(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS) 成功運(yùn)用到溫室控制與管理中。

通過(guò)在溫室安裝的各類傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤濕度、空氣濕度、空氣溫度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等數(shù)據(jù)，并通過(guò)人工智能系統(tǒng)對(duì)這些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，模擬出最適合溫室內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境，進(jìn)而對(duì)供水系統(tǒng)、加熱裝置、加濕裝置、除蟲(chóng)裝置、卷簾裝備、遮陰設(shè)備、施肥系統(tǒng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，從而改善溫室內(nèi)部農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，達(dá)到調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益等目的。