田間地頭也要布滿高科技？

在很多人的印象里，農(nóng)業(yè)是一個非常傳統(tǒng)的行業(yè)。

需要農(nóng)民伯伯親自拿著鋤頭去地里挖土、播種、澆水、施肥。盡管在一些地方已經(jīng)有了大型收割機、耕地機之類的機械設備，但除草、滅蟲、巡田這樣的事情，還是需要人類親力親為。

但在AI的幫助下，農(nóng)業(yè)已經(jīng)開始發(fā)生變化。澆水不濕手，除蟲不下地已經(jīng)成為可能。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工作量大，且依賴于經(jīng)驗

種地這件事看起來很簡單，但絕不是簡單地把種子埋在土里澆澆水施施肥就行了的。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項非常復雜的工程。

比如，在什么時候澆水？澆多少水？要不要施肥？施哪種類型的肥料？幼苗周圍有沒有混雜雜草？農(nóng)田中發(fā)現(xiàn)的蟲子到底是不是害蟲？這些都不是容易的事。

在過去，農(nóng)民們需要根據(jù)經(jīng)驗來進行判斷，可單純依靠主觀經(jīng)驗也會遇到一些問題。

比如，不同農(nóng)田土壤對水分的貯存能力不同，每一年的降水情況也都不一樣，怎樣澆水最合適，這些都會因農(nóng)民經(jīng)驗產(chǎn)生差異。

另外，如果僅僅靠人力巡田，分辨雜草和害蟲，難免會有一些遺漏，等災害擴大了，可能會造成更嚴重的損失。

而在這個過程中，AI就可以提供幫助。

AI帶來精準農(nóng)業(yè)

AI能夠給農(nóng)業(yè)帶來的變化非常多，我們主要從精準農(nóng)業(yè)這個角度說一說。

精準農(nóng)業(yè)又叫精確農(nóng)業(yè)，簡單地說就是對于每一片農(nóng)田，甚至每一株農(nóng)作物或者牲畜進行精準管理，從而節(jié)約成本，提高產(chǎn)量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

比如，在江蘇省農(nóng)科院的“AI番茄”田里，就遍布著大量的傳感器。

包括溫度濕度傳感器、土壤傳感器、水質傳感器，以及瞄準農(nóng)田各個角度的攝像頭，甚至還有小型的氣象探測設備。

這些設備收集到的數(shù)據(jù)將匯入智能終端，對農(nóng)田和農(nóng)作物的狀況進行判斷，進行精確地澆水施肥，確保每一株番茄都能結出高質量的果實。

另外，在去除雜草和消滅害蟲方面，AI同樣可以發(fā)揮重要作用。

相信你對于識花軟件一定不陌生吧？在公園里看見不認識的花，隨手一掃就能知道它的名字。而類似的技術也可以用于雜草識別。

比如，Blue River Technology公司就是用圖像識別技術區(qū)分雜草，并且有針對性地噴灑除草劑，減少除草劑的過度使用。

另外，AI技術和自動化設備的結合，也讓更加智能的機械設備進入了田間地頭。

比如，哈工大機器人實驗室與華工科技聯(lián)合研發(fā)了一款激光除草機器人。它不需要人類駕駛員，通過自動駕駛技術就可以實現(xiàn)24小時田間巡視，并且用圖像識別技術識別腳下的地面，一旦發(fā)現(xiàn)雜草，就使用激光定點清除，聽起來有點像科幻片里的畫面。

還有，F(xiàn)armDroid公司的FD20機器人，它不僅可以除草，還可以自動播種，在播種的同時記錄下種子的位置，定期自動巡邏除草。這種機器人還配備了多塊太陽能電池組，幾乎可以24小時不間斷工作。

除了除草，除蟲也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的一環(huán)。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)，害蟲破壞了全球40%的農(nóng)作物，每年造成了2200億美元的損失。

因此消滅害蟲也是保護糧食的重要環(huán)節(jié)，對此，AI技術同樣可以提供幫助，比如圖像識別技術不光可以用在人臉識別、豬臉識別上，也可以用在蟲臉識別上，幫助農(nóng)民識別出害蟲，進行精確防控。

比如斯洛文尼亞公司的Trapview系統(tǒng)，就是通過陷阱誘捕田間的害蟲，通過圖像識別認出它們的身份，并且根據(jù)它們在田間的位置以及氣象數(shù)據(jù)，分析出害蟲可能危害的范圍，給出用藥建議。

而在噴灑農(nóng)藥消滅害蟲的時候，無人機飛手也取代了原來的農(nóng)藥噴灑員。無人機能比人類更快更好地穿越農(nóng)田，精確噴灑農(nóng)藥，減少農(nóng)藥使用量，節(jié)約人力。

AI能做的遠不止這些

除了在農(nóng)作物種植、消滅雜草害蟲上提供幫助，AI還能在更多方面為農(nóng)業(yè)提供幫助。

比如，過去的自動收割機雖然可以批量收割小麥、玉米等農(nóng)作物，但對于草莓、藍莓、西紅柿之類的農(nóng)作物，依然是以人工收集為主。

現(xiàn)在，農(nóng)業(yè)機器人可以用圖像識別技術找出成熟的果實，利用柔性機械爪輕柔地摘下它們，實現(xiàn)全自動采摘，解放人力。

在畜牧業(yè)中，AI也可以幫助人類定位識別牲畜個體、估算重量、檢測健康狀況以及精確投喂飼料。另外，AI也可以結合農(nóng)場牧場的環(huán)境、氣候、土地條件以及市場數(shù)據(jù)，為農(nóng)場牧場的管理者提供合理的策略，提高農(nóng)場的經(jīng)濟效益和可持續(xù)性。

未來展望：

AI在農(nóng)業(yè)上的應用，可以說是傳統(tǒng)與科技的完美融合。

AI為農(nóng)業(yè)帶來的新質生產(chǎn)力，將大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少資源浪費，增強農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性。

相信隨著AI技術的不斷發(fā)展，AI將成為人類糧食安全守護戰(zhàn)的重要盟友。

作者：云紀御 科普創(chuàng)作團隊

審核：秦曾昌 北京航空航天大學 自動化科學與電氣工程學院 副教授

文章由科普中國-創(chuàng)作培育計劃出品，轉載請注明來源。