翟子鶴
(河北農業大學,河北保定 071001)
2017年7月,國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》為人工智能在農業領域的應用提供了發展方向,如研制農業智能傳感與控制系統、建立完善的天空地一體化的智能農業信息遙感監測網絡和建立典型農業大數據智能決策分析系統等。人工智能技術可貫穿于農業生產的前、中、后直至銷售階段,以其獨特的技術優勢提升農業生產技術水平,實現智能化的動態管理,提高農業生產效率,降低農業勞動強度[1],在現代農業的發展中將發揮越來越重要的作用。
1.1 A I AI是對人的意識與思維過程的模擬,是指由人工制造出來的系統所表現出來的智能。其研究內容主要包括認知建模、知識表示、推理及應用、機器感知和智能系統等,主要研究動機包括推理、知識、規劃、學習、交流、感知、移動和操作物體的能力[2]。
1.2 現代農業 現代農業是指應用現代科學技術、現代工業提供的生產資料以及科學管理方法的社會化農業,是農業發展史上的一個重要階段。現代農業是現代技術高度密集的科技型產業,是面向全球和農工貿一體化的現代企業,是正在拓展中的多元化和綜合性的新型產業,是資源節約和可持續發展的綠色產業。
1.3 AI+現代農業 AI+現代農業就是使人工智能與現代農業進行深度跨界融合,進一步提升現代農業的信息化水平,提高農業生產的經濟效益,完善農產品經營體系。AI在現代農業的發展中潛力巨大,將大大提高農業生產效率,創新農業服務體系,是未來農業發展必不可少的因素。
2.1 農業專家系統 農業專家系統也可叫農業智能系統,是一個具有大量農業專門知識與經驗的計算機系統。其應用人工智能技術,依據一個或多個農業專家提供的特殊領域知識、經驗進行推理和判斷,模擬農業專家就某一復雜農業問題進行決策[3]。專家系統如今已經應用在農業上的各個領域,以農業專家系統為主要內容的農業知識工程現在越來越為人們所認識,有著廣闊的應用發展前景[4]。但是,農業專家系統還存在一些問題,如應用與開發脫節、知識獲取困難、AI技術尚未成熟等,因此,人工智能技術在農業專家系統中應用的深度和廣度仍待拓寬和提高。
2.2 農業機器人 農業機器人是指將AI技術應用到農業領域的智能機器人,能幫助農民更輕松、更高效地完成農業生產,甚至可以完成一些人類無法完成的農業作業任務。如今,各種農業機器人不斷涌現,如剪羊毛機器人、擠奶機器人、移栽機器人、嫁接機器人、采收機器人和除草機器人等。各種智能化技術,如GPS導航、機器視覺等也開始大量應用于農業機器人。但是農業機器人的智能程度遠未達到產品化生產作業的要求,并且很難有效提高作業效率,其發展仍需攻克重重難關。
2.3 農業精確作業 精細農業是一種以知識為基礎的農業微觀管理系統,其核心是依據當時當地所測定的作物實際需要來確定對于作物的投入[5]。其將3S技術、自動化技術、計算機技術和網絡技術等應用于農業,逐步實現了農業的精確化、集約化、信息化。精確農業作業包括了作物精確施肥施藥、設施環境智能調控、農用無人機作業等方面,提高了農業作業效率,節省了人力,減少了浪費,在農業作業方面發揮了重要作用。但是,精確農業的裝備智能化水平較低,技術水平要求高,成本控制苛刻,從而限制了精確農業的進一步發展。
2.4 農產品無損檢測 無損檢測技術(Nondestructive Determination Technologies,NDT)是一門新興的綜合性應用學科,是在不損壞被檢測對象的前提下,利用被測物外部特征和內部結構所引起的物化反應的變化探測其性質和數量的變化[6]。農產品的品質檢測主要包括水果、蔬菜、畜禽、水產品類、經濟作物和谷物籽粒等的檢測與分級[7]。農產品無損檢測有著檢測速度快、檢測全面、操作方便和綠色環保等優勢。隨著無損檢測技術的發展,AI技術將在農產品無損檢測中發揮越來越重要的作用。
3.1 建立完善的農業專家庫 農業專家庫的建立比較復雜,且農業生產的周期長、知識獲取困難、牽涉系統多,因此建立完善的農業專家庫較為困難。但隨著AI技術的發展及大數據、云計算等領域的滲入,未來農業專家庫會更加精確化、科學化、專業化與智能化。
3.2 完善農業硬件設施 硬件設施是農業生產的基礎,任何高新技術在農業上的應用都需要硬件設施的支持。因此,相關部門可適當加大對農業硬件設施的資金投入,完善農業設施設備,為新技術的應用打好基礎。
3.3 實現網絡化與智能化的農業經營 農業經營是農業生產的重要一環。推動實現農業經營的網絡化與智能化需要積極推進農業電子商務,通過農產品產供銷流程重組,實現市場為導向的生產,有利于產銷對接、供需平衡,有效控制農產品成本和價格[8]。大型農戶也可與大型互聯網公司合作,改進營銷方式,擴大銷售渠道,構建全新的農業經營模式。
3.4 緊跟5G發展的步伐 5G,是Fifth-Generation的縮寫,是指移動電話系統的第5代,也是4G技術之后的延伸,5G技術的測試已在包括中國在內的多個國家展開,是目前通訊技術的頂端,現代農業要緊跟5G的步伐,使AI、農業、5G逐漸融為一體,提高農業信息的傳輸速度與智能化設備的控制精度,提高農業的可視化程度。隨著5G技術的發展,其在農業中的應用將值得人們進一步探索。
隨著AI技術的發展,其在農業生產中的應用也會越來越廣,必將成為未來農業發展的重要技術支撐。在人工智能的引領下,農業將進入智能化與數字化的全新時代。我國也必將抓住這一發展機遇,努力奮進,使中國農業煥發出新的生機。