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新一代人工智能正在全球范围内蓬勃兴起 如何让AI赋能农业新时代?
发布日期:2018-09-20 来源:农发中心  作者:东方城乡报  浏览:408

    9月17日-19日。2018世界人工智能大会,在中国上海成功召开。

  人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。如今,新一代人工智能正在全球范围内蓬勃兴起,为经济社会发展注入了新动能,正在深刻改变人们的生产生活。

  在耕地资源有限的情况下增加农业的产出,同时保持可持续发展,人工智能在农业领域的应用前景无疑非常被看好。AI为农业赋能,已然成为农业现代化的必然发展趋势。

  那么,人工智能会给农业带来一场怎样的新变革呢?

  本版文字统筹:张红英

  AI时代,一场新农业革命正在展开

  太空中的卫星可以帮助探测气候是否会出现干旱;田间的拖拉机可以观察种植物并剔除不良作物;基于人工智能的智能手机应用则可以实时告诉农业人员什么疾病正在对农作物产生影响……一场由真正智能化的机器人技术以及机器学习算法带来的新农业革命,正在世界各国的田野间铺开。

  在我国,《新一代人工智能发展规划》由国务院于2017年7月8日印发并实施。这一规划明确指出,到2025年人工智能基础理论实现重大突破,新一代人工智能在智能制造、智能医疗、智慧城市、智能农业、国防建设等领域得到广泛应用,人工智能核心产业规模超过4000亿元,带动相关产业规模超过5万亿元的战略目标。

  智能农业作为规划的重点项目之一,如何在AI的引领下实现更落地的应用?

  AI可以有效地分析土壤的性质特征,实现最佳的宜栽作物时间,提高经济效益。在土壤分析等农业生产智能分析系统中,应用最广泛的技术就是人工神经网络,它将模拟人脑神经元,实现对人脑系统的简化、抽象和模拟等技术分析土壤性质特征,并将其与宜栽作物品种间建立关联模型,从而精准地判断出相应的土壤适合宜栽的农作物,提高农作物的生产效率和经济效益。

  另外,AI技术将可以帮助农民选择合适的水源、合适的肥料对农作物进行灌溉、施肥,保证农作物的用水量、施肥量,大大减轻灌溉问题对农作物产量造成的不良影响。AI农作物在产前和产中的落地式应用,其实AI在产后也有着重要的作用,比如工程师们设计出了一种可用于搬运农产品的磁机器人手爪,可以搬运胡萝卜、葡萄等各种各样形状的农产品,而且该磁机器人手爪能够快速、准确地工作,并且不会损坏任何一个产品。这样,就可以避免传统手工摘取方法导致的时间问题和意外抓伤、损坏的风险。

  不过,虽然AI在引领农业的发展中有着重要的作用,但AI应用于农业技术还处于基础阶段。另外,AI属于一种全新的科技应用还处于发展初期,并没有完全普及下来。因此,对于AI在未来农作物的发展中,还需要去不断的技术指导和相关知识的普及。

  有了AI,农业能够不再靠天吃饭吗?

  在农业领域内,始终流传着一句话——靠天吃饭。一方面,面临不同的地理条件、气候水土、环境气候等一系列因素,农业旱涝保收始终是个持续性话题。另一方面,农业基础设施的薄弱以及人力成本的提高,也对收成造成很大程度的影响。

  此前,在自动化农业方面的探索,各国都集中在效能机器人方面,如剪羊毛机器人、挤奶机器人、放牧机器人等产品,主要通过柔性自动化或半自动化设备解决劳动力成本这单一问题而已。如今,以机器学习技术为例,正在农业领域发挥着减少产量损失与劳动力成本的作用。可以说,人工智能技术正扭转着以往靠天吃饭的局面。

  人工智能技术的应用,不仅让农产品产量得到了提升,更让整个产业链条发生了革命性的改变。

  以较为娇贵的草莓为例,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。农户在种植前,先要对果实成熟期进行考量,判断种植时间,以免发生大规模上市引发的产能过剩问题。随后的种植过程中,还要考虑土壤、水分、光线、探测虫害等一系列问题。最后果实成熟后,冷链运输的好坏又会直接影响着用户购买的意愿。

  以往,这些只能凭借经验来运作,随着人工智能应用的渗透,越来越复杂的应用场景需要更具针对性的产品和技术,有效地提升软硬件协同的数据洞察能力。英特尔曾提出过一个人工智能全栈式解决方案,该解决方案利用图像分析、深度学习等AI技术,能够对市场需求、种植情况、虫害、采摘时间、运输温度等决策的判断,来保障草莓以最新鲜的状态呈献给消费者。

  所以说,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,还能让我们吃得更好。

  人工智能+农业,会是未来农业的掌控者吗?

  一直以来,人类如何养活自己,是一个非常棘手的问题。也许未来的人类大饥荒真的要靠人工智能来解决。

  有数据显示,如今世界人口总数为72亿,其中有7.8亿人面临着饥饿威胁,到2050年,全球人口将要达到90亿,这意味着我们生产的粮食热量需要增长60%。与此同时,人类又面临着石油农业所依靠的能源危机,面临着化肥农药过度使用造成的土壤和环境的破坏以及对人类健康的威胁。

  因此,在耕地资源有限的情况下增加农业的产出,同时保持可持续发展,人工智能在农业领域的应用前景无疑非常被看好。耕作、播种和采摘等智能机器人,智能探测土壤、探测病虫害、气候灾难预警等智能识别系统,以及在家畜养殖业中使用的禽畜智能穿戴产品……这些人工智能应用正在帮助人们提高产出、提高效率,同时减少农药和化肥的使用。但也有业内人士指出,这些都还是比较初级的,需依赖于特定的地理环境或者种植养殖模式才能实现。在世界范围内,人工智能农业还有很长的一段路要走,对我国来说更加如此。

  从短期来说,从事传统农业的农民暂时不会失业。人工智能+农业,从本质上来说,也是一项民生工程,一切还是以民为本。在实行最初,不论是转变农民观念,还是人工智能技术应用,都会给农民一个适应期和成长期。当然,这段时间对农民来说,也是一次思想上的颠覆。但到了后期,优胜劣汰的职场法则也将不可避免地出现在农民群体中。和其他各行各业一样,如果不想失业,只能与时俱进,不断吸收和学习新知识新技术。

  不过,人工智能在农业领域所面临的挑战比其他任何行业都要大。不管现实困难如何,无法忽视的一个现状是:农业已经进入一个新的环境,新的秩序,新的世界。人们可以继续采用传统方法从事农业生产,但是未来的农业一定是更多地以更明智的方式,使用大数据、人工智能和机器人。

  (本文综合新华社、人民日报、农民日报等媒体相关报道整理而成)

  【实践】

  阿里云人工智能助力打造“数字农业”

  扫描“二维码身份证”,便可监控每个甜瓜的生长周期,实时掌握作物浇水、施肥、成熟度情况……通过运用人工智能技术,农业产业化企业海升集团实现对农产品从播种、生长到采摘、运输的全过程掌控,保证品质的同时,也大幅降低了种植成本。

  阿里云与海升集团合作研发智能农事系统,通过人工智能的全方面应用,推动“农业数字”向“数字农业”转型。在海升集团,人工智能在现代化农业种植技术、数据化智能管控、果园数据采集物联网等方面均得到了应用。“靠天吃饭”的传统农业转为精准、可视的精耕细作。人工智能让每亩地的生产成本减少200元,总成本节省约2000万元。

  阿里云研究中心负责人介绍,“双中台+ET”是这套智能农事系统的核心架构:通过共享业务中台,实现应用组件共享,使农业企业获得类似互联网企业的敏捷创新能力;通过农业大数据中台,汇聚内外部产业数据,开采数据商业价值;通过“ET农业大脑”,在复杂的生产环境中挖掘效率潜力。企业可以根据实时的农业可视化“数字地图”,进行智能农业生产管理、智能农事分析。

  “农业大脑”:我国首个全产业链人工智能工程

  2017年10月,我国首个农业全产业链人工智能工程“农业大脑”在湖北武汉正式启动。据悉,“农业大脑”是基于农业全产业链传感矩阵的人工智能决策体系,将为农业全产业链提供数据支撑。

  据农业大脑主创人介绍,“农业大脑”工程的核心采用物联网、云计算、人工智能等技术,通过把传感器嵌入到农业研、供、产、销、服务等各个环节,系统分析土壤和气候等数据,最终作出最合理、最经济、最高效率的实施与决策。

  “农业大脑”工程的核心,采用超级人工智能技术,将彻底渗透农产品从耕地、播种、施肥、杀虫、收割、存储、育种,直到销售的每一个环节,使农业智能而高效。对于农场主,“农业大脑”可24小时实时监测农产品生长情况。从虫害、湿度、到田间气候、土壤品质等数据都可实时更新传递。通过预测分析系统可以直接指导农场主的农业生产决策;对于终端消费者,可以通过客户端软件,即时看到自己订购的农产品的生长情况、种植方信息、农产品品牌信息等,真正确保从田间到餐桌的食品安全。


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