從育種到種植，大模型讓農(nóng)業(yè)增添智慧

王耀君

近日，文本生成視頻大模型Sora發(fā)布。大模型具備深度模擬真實物理世界的能力，通過理解物體在物理世界中的存在方式，能生成具有多個角色的復(fù)雜場景。自2022年ChatGPT問世以來，大模型引發(fā)社會各界關(guān)注。大模型，特別是大語言模型已成為人工智能領(lǐng)域科技發(fā)展的里程碑。簡單來講，大模型就是用大規(guī)模數(shù)據(jù)結(jié)合先進算法訓(xùn)練而成的參數(shù)量龐大的模型，能捕捉到大規(guī)模數(shù)據(jù)中的復(fù)雜模式和規(guī)律，從而實現(xiàn)對問題的理解，進而給出推理結(jié)論。

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，大模型可分為通用大模型和行業(yè)大模型兩種。通用大模型是基于大規(guī)模、多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，應(yīng)用于多個通用行業(yè)。而行業(yè)大模型是針對某個特定行業(yè)或領(lǐng)域需求。其中，農(nóng)業(yè)大模型正是基于大規(guī)模農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，采用大模型相關(guān)技術(shù)構(gòu)建服務(wù)于農(nóng)業(yè)場景應(yīng)用。

傳統(tǒng)農(nóng)作物育種，主要以經(jīng)驗育種的模式開展，多數(shù)以科研團隊形式組織開展科研攻關(guān)。大大小小數(shù)以千計的農(nóng)作物育種團隊積累了海量數(shù)據(jù)，但存在數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、信息化程度較低、基本無法完成有效融合和數(shù)據(jù)共享等問題。生物育種需要首先發(fā)現(xiàn)基因，分析哪些基因與品種的性狀相關(guān)，而農(nóng)業(yè)生物基因組含有幾億或幾十億堿基對，最終組裝成幾萬個、十幾萬個基因。農(nóng)業(yè)大模型則可以對農(nóng)業(yè)海量基因數(shù)據(jù)進行分析和處理，利用算法來選擇和匹配不同性狀與基因之間的關(guān)系，在育種流程上實現(xiàn)科學(xué)管理、專業(yè)分工、流水化作業(yè)，助力“經(jīng)驗育種”向“精確育種”轉(zhuǎn)變。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植，主要靠天吃飯，受自然變化影響非常大，而農(nóng)業(yè)大模型的應(yīng)用可以對氣候變化、土壤類型、水肥條件等數(shù)據(jù)進行采集、分析和決策，實現(xiàn)智慧化種植。
農(nóng)業(yè)大模型可以助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對氣候變化的影響，通過對氣候數(shù)據(jù)的采集和分析，進而可以生成氣候預(yù)測模型，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能及時采取措施，減輕不利天氣事件造成的負面影響，降低農(nóng)業(yè)風(fēng)險。

農(nóng)業(yè)大模型可以為農(nóng)民提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息，通過對土壤墑情、作物長勢、災(zāi)情、蟲情等關(guān)鍵信息的實時監(jiān)測分析，有助于農(nóng)民制定科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃，預(yù)測作物的最佳播種時間，根據(jù)作物品種和生長周期數(shù)據(jù)來提供施肥建議。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖，主要依靠人力，并對環(huán)境造成巨大壓力，而農(nóng)業(yè)大模型的應(yīng)用可以對畜禽飼養(yǎng)環(huán)境、飼料消耗、生長速度、健康狀況等數(shù)據(jù)進行采集、分析和決策，實現(xiàn)智慧養(yǎng)殖。

農(nóng)業(yè)大模型可以助力智能化、實時化調(diào)控養(yǎng)殖環(huán)境，如溫度、濕度、氨氣濃度等，通過智能算法實現(xiàn)自動調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)光以及通風(fēng)系統(tǒng)管理，創(chuàng)造出適合畜禽生長的最佳環(huán)境，從而有助于降低疾病發(fā)生概率，減少能源消耗、資源浪費等。

農(nóng)業(yè)大模型可以通過電子標(biāo)簽或生物識別技術(shù)，對每一只畜禽進行個體識別，根據(jù)動物的生長階段、健康狀況和營養(yǎng)需求，實現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂和健康管理，不僅有助于提高飼料的利用效率，還有助于早期識別并處理動物健康問題。

農(nóng)業(yè)大模型可以通過鏈接智能監(jiān)測平臺、畜禽大數(shù)據(jù)平臺，給出實時診斷，實現(xiàn)養(yǎng)殖全過程實時監(jiān)控和及時預(yù)警。通過分析養(yǎng)殖全過程的記錄數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)大模型有助于養(yǎng)殖全過程的優(yōu)化。

（作者系中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信電學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師）