隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感、智能控制等技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，“看天吃飯，下地干活”成為過(guò)去。人們坐在家里點(diǎn)擊手機(jī)屏幕，就能實(shí)時(shí)查看農(nóng)作物生長(zhǎng)情況、土壤濕度、溫度，知曉自家田地兩小時(shí)內(nèi)是否下雨，農(nóng)業(yè)機(jī)器人采摘果實(shí)……在如今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景里，專利技術(shù)已無(wú)處不在，高強(qiáng)度的人類勞動(dòng)逐漸被智能化的農(nóng)業(yè)設(shè)備取代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率顯著提高。
手機(jī)軟件助種地
8月的山西平遙，玉米正在旺盛地生長(zhǎng)，豐收在即，此時(shí)病蟲(chóng)害的預(yù)防尤為重要，尤其是今年草地貪葉蛾和黏蟲(chóng)爆發(fā)，對(duì)于土地承包大戶來(lái)說(shuō)，僅憑人工查看不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還會(huì)耽誤病蟲(chóng)害防治的最佳時(shí)間。
如今，對(duì)于承包了500畝地的郭師傅來(lái)說(shuō)，這些都不是問(wèn)題了。“手機(jī)安裝了MAP智農(nóng)，我坐在家里就能看到地里的情況，玉米長(zhǎng)勢(shì)情況都能看得清清楚楚。顯示紅色的就說(shuō)明有問(wèn)題。打農(nóng)藥前我在MAP智農(nóng)上查看地里未來(lái)幾個(gè)小時(shí)內(nèi)是否會(huì)下雨，如果不下雨打點(diǎn)農(nóng)藥就行了。”郭師傅滿懷欣喜地說(shuō)。
“不止郭師傅，現(xiàn)在天津、內(nèi)蒙古、黑龍江、湖南、四川等全國(guó)960多萬(wàn)畝大田產(chǎn)區(qū)、89多萬(wàn)畝種植果園的農(nóng)戶都實(shí)現(xiàn)這樣種地了。”中化集團(tuán)旗下全資子公司中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司（下稱中化農(nóng)業(yè)）智慧農(nóng)業(yè)事業(yè)部產(chǎn)品總監(jiān)馬彥告訴記者，查看地里情況是通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)收集田地里的多光譜數(shù)據(jù)，分析作物生長(zhǎng)的遙感圖像，遙感的數(shù)據(jù)采集單位精準(zhǔn)到米，數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理速度達(dá)每15秒一次。幫助農(nóng)戶實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)地里的問(wèn)題區(qū)域，節(jié)省時(shí)間和人力。精準(zhǔn)預(yù)測(cè)天氣是公司利用先進(jìn)的算法技術(shù)，以公里級(jí)空間分辨率提供精準(zhǔn)的氣象預(yù)測(cè)，提前2小時(shí)預(yù)報(bào)短臨降雨。
記者在采訪中了解到，智慧農(nóng)業(yè)是中化農(nóng)業(yè)推出的MAP戰(zhàn)略的重要一環(huán)，提供線上線下相結(jié)合、涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合解決方案，比普通種植模式實(shí)現(xiàn)種植環(huán)節(jié)降本增收15%以上。目前，該公司針對(duì)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物分別開(kāi)發(fā)了MAP智農(nóng)和MAP慧農(nóng)兩套系統(tǒng)，將長(zhǎng)期積累的種植經(jīng)驗(yàn)形成數(shù)字化的精準(zhǔn)種植管理方案，利用精準(zhǔn)氣象、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、智能傳感器等現(xiàn)代信息技術(shù)管理農(nóng)田，包括獨(dú)立的天氣預(yù)報(bào)、遙感巡田、作物長(zhǎng)勢(shì)分析、環(huán)境預(yù)警、水肥一體化、植保等生產(chǎn)管理與指導(dǎo)。建立作物生長(zhǎng)模型，在關(guān)鍵生育期為種植戶提供科學(xué)合理的農(nóng)事活動(dòng)建議，提早預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害和災(zāi)害性天氣發(fā)生，變被動(dòng)應(yīng)付為主動(dòng)干預(yù)，提升生產(chǎn)種植管理的精準(zhǔn)性和效率。
工業(yè)技術(shù)來(lái)幫忙
機(jī)器人“看”到成熟的西紅柿，將機(jī)械臂伸到果實(shí)前，上面的機(jī)器手“啪嗒”一聲剪斷綠蒂，輕輕將果實(shí)放進(jìn)前端的大簍子里，一顆紅彤彤的西紅柿就這樣被摘了下來(lái)。那么，機(jī)器人是怎么分辨西紅柿是否成熟呢？
“農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境中光線復(fù)雜多變、作業(yè)地形多樣、作業(yè)目標(biāo)的種類、形狀和顏色也各種各樣，這種非結(jié)構(gòu)的環(huán)境特性給機(jī)器人工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。”蘇州博田自動(dòng)化技術(shù)有限公司副總經(jīng)理耿長(zhǎng)興告訴記者，這款果蔬采摘機(jī)器人融合人工智能和多傳感器技術(shù)，采用基于深度學(xué)習(xí)的視覺(jué)算法，對(duì)目標(biāo)果實(shí)和作物枝葉顏色識(shí)別，來(lái)精準(zhǔn)判別果實(shí)的成熟度、大小、顏色、形狀、三維空間信息，并引導(dǎo)機(jī)械手臂與末端執(zhí)行器完成路徑規(guī)劃、抓取、切割、放籃的高度協(xié)同作業(yè)。同時(shí)，搭載的環(huán)360度雷達(dá)通過(guò)不間斷掃描，可預(yù)先探測(cè)作業(yè)環(huán)境和障礙物信息，并根據(jù)所處環(huán)境及時(shí)調(diào)整行走策略，實(shí)現(xiàn)自主避障。
目前果蔬采摘機(jī)器人的采摘成功率可達(dá)90%以上，可以在無(wú)人值守情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)完成采摘工作，可解決自然條件下的果蔬選擇性收獲難題。
除了果蔬采摘機(jī)器人，目前市場(chǎng)上的農(nóng)業(yè)機(jī)器人正被廣泛應(yīng)用于各種農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，覆蓋育苗、移栽、噴灌、植保、加濕、運(yùn)輸、分級(jí)和包裝多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括噴霧機(jī)器人、植保機(jī)器人、巡檢機(jī)器人、鋤草機(jī)器人、農(nóng)場(chǎng)物流分揀機(jī)器人等農(nóng)業(yè)機(jī)器人。
“這樣的機(jī)器人化生產(chǎn)系統(tǒng)將種植技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)高度融合，結(jié)合作物品種、栽培模式等農(nóng)藝特征，賦能設(shè)施農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)物料生產(chǎn)、管理和運(yùn)輸?shù)闹悄芑瑢⑹乖O(shè)施農(nóng)業(yè)無(wú)人化、無(wú)污染、高清潔、柔性生產(chǎn)、信息化和物聯(lián)網(wǎng)控制得以實(shí)現(xiàn)。”耿長(zhǎng)興表示。
專利質(zhì)量待提升
智慧農(nóng)業(yè)是將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器采集大量信息，通過(guò)對(duì)環(huán)境、作物的智能感知和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化管理和可視化診斷。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智慧農(nóng)業(yè)就是讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、營(yíng)銷等變得更加便捷、更具“智慧”。
智慧農(nóng)業(yè)以精準(zhǔn)智能代替人工農(nóng)業(yè)勞作，能夠顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)能力，解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日益緊缺的問(wèn)題，還能有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。目前已成為當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，也是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。
中商產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，全球智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將從2016年的90.2億美元達(dá)到2025年近700億美元的規(guī)模。越來(lái)越大的智慧農(nóng)業(yè)“蛋糕”，也吸引著各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭的加入，華為、百度與農(nóng)業(yè)企業(yè)展開(kāi)合作，隨著科技巨頭的加入或?qū)⒓铀偻苿?dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展及行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
八月瓜創(chuàng)新服務(wù)云平臺(tái)專利代理部經(jīng)理?xiàng)顝櫛硎?，智慧農(nóng)業(yè)是依托于多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的一種新型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式，經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，目前智慧農(nóng)業(yè)方面的專利或?qū)＠暾?qǐng)主要集中在物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)、無(wú)線通信、人工智能、園藝園林等技術(shù)領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)共有5.232萬(wàn)件相關(guān)專利或?qū)＠暾?qǐng)。中國(guó)、俄羅斯、日本的相關(guān)專利數(shù)量位列前三。其中，我國(guó)有1.9917萬(wàn)件相關(guān)專利或?qū)＠暾?qǐng)，授權(quán)且處于有效狀態(tài)的專利4976件。數(shù)據(jù)顯示，2015年開(kāi)始，我國(guó)相關(guān)專利申請(qǐng)量大幅提升，從細(xì)分的技術(shù)領(lǐng)域來(lái)看，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)主題主要集中在物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、監(jiān)控管理系統(tǒng)、可視化智能控制與預(yù)警系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)體系構(gòu)建系統(tǒng)以及農(nóng)用裝置等。
江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)信息化研究所所長(zhǎng)劉繼展告訴記者，近年來(lái)智慧農(nóng)業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，很快在科研和生產(chǎn)中推廣開(kāi)來(lái)，取得了矚目的成績(jī)，這與我國(guó)國(guó)情密不可分。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件的特點(diǎn)是平原少，丘陵山地多，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，而人口眾多，智慧農(nóng)業(yè)能產(chǎn)生巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。因此，政府、生產(chǎn)單位、科研人員，對(duì)于新技術(shù)新模式是非常渴求的。衛(wèi)星遙感、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、無(wú)人化農(nóng)機(jī)技術(shù)發(fā)展非常之快，并進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
劉繼展表示，目前，智慧農(nóng)業(yè)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還需要時(shí)間，在實(shí)踐中還面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。一是智慧農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)程度不足。我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式長(zhǎng)期是家庭聯(lián)產(chǎn)承包，決定生產(chǎn)規(guī)模偏小，造成各個(gè)生產(chǎn)主體差異化較大，經(jīng)營(yíng)規(guī)模不夠，經(jīng)濟(jì)條件不成熟，一些智慧化的手段設(shè)備無(wú)法實(shí)施。智慧農(nóng)業(yè)更多是在大型的農(nóng)場(chǎng)或政府牽頭項(xiàng)目更快地鋪開(kāi)。二是我國(guó)雖然在智慧農(nóng)業(yè)的后端人工智能等方面具備優(yōu)勢(shì)，但是前端關(guān)鍵性的基礎(chǔ)技術(shù)、部件的設(shè)計(jì)研發(fā)相對(duì)薄弱，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍待加強(qiáng)，比如源頭的傳感器件較為薄弱。建議相關(guān)企業(yè)，未來(lái)從技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)上攻克難題，加快設(shè)備研發(fā)，快速實(shí)現(xiàn)規(guī)模化標(biāo)準(zhǔn)化。（李思靚）
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