翟子鹤
(河北农业大学,河北保定 071001)
2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》为人工智能在农业领域的应用提供了发展方向,如研制农业智能传感与控制系统、建立完善的天空地一体化的智能农业信息遥感监测网络和建立典型农业大数据智能决策分析系统等。人工智能技术可贯穿于农业生产的前、中、后直至销售阶段,以其独特的技术优势提升农业生产技术水平,实现智能化的动态管理,提高农业生产效率,降低农业劳动强度[1],在现代农业的发展中将发挥越来越重要的作用。
1.1 A I AI是对人的意识与思维过程的模拟,是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。其研究内容主要包括认知建模、知识表示、推理及应用、机器感知和智能系统等,主要研究动机包括推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力[2]。
1.2 现代农业 现代农业是指应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料以及科学管理方法的社会化农业,是农业发展史上的一个重要阶段。现代农业是现代技术高度密集的科技型产业,是面向全球和农工贸一体化的现代企业,是正在拓展中的多元化和综合性的新型产业,是资源节约和可持续发展的绿色产业。
1.3 AI+现代农业 AI+现代农业就是使人工智能与现代农业进行深度跨界融合,进一步提升现代农业的信息化水平,提高农业生产的经济效益,完善农产品经营体系。AI在现代农业的发展中潜力巨大,将大大提高农业生产效率,创新农业服务体系,是未来农业发展必不可少的因素。
2.1 农业专家系统 农业专家系统也可叫农业智能系统,是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统。其应用人工智能技术,依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断,模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策[3]。专家系统如今已经应用在农业上的各个领域,以农业专家系统为主要内容的农业知识工程现在越来越为人们所认识,有着广阔的应用发展前景[4]。但是,农业专家系统还存在一些问题,如应用与开发脱节、知识获取困难、AI技术尚未成熟等,因此,人工智能技术在农业专家系统中应用的深度和广度仍待拓宽和提高。
2.2 农业机器人 农业机器人是指将AI技术应用到农业领域的智能机器人,能帮助农民更轻松、更高效地完成农业生产,甚至可以完成一些人类无法完成的农业作业任务。如今,各种农业机器人不断涌现,如剪羊毛机器人、挤奶机器人、移栽机器人、嫁接机器人、采收机器人和除草机器人等。各种智能化技术,如GPS导航、机器视觉等也开始大量应用于农业机器人。但是农业机器人的智能程度远未达到产品化生产作业的要求,并且很难有效提高作业效率,其发展仍需攻克重重难关。
2.3 农业精确作业 精细农业是一种以知识为基础的农业微观管理系统,其核心是依据当时当地所测定的作物实际需要来确定对于作物的投入[5]。其将3S技术、自动化技术、计算机技术和网络技术等应用于农业,逐步实现了农业的精确化、集约化、信息化。精确农业作业包括了作物精确施肥施药、设施环境智能调控、农用无人机作业等方面,提高了农业作业效率,节省了人力,减少了浪费,在农业作业方面发挥了重要作用。但是,精确农业的装备智能化水平较低,技术水平要求高,成本控制苛刻,从而限制了精确农业的进一步发展。
2.4 农产品无损检测 无损检测技术(Nondestructive Determination Technologies,NDT)是一门新兴的综合性应用学科,是在不损坏被检测对象的前提下,利用被测物外部特征和内部结构所引起的物化反应的变化探测其性质和数量的变化[6]。农产品的品质检测主要包括水果、蔬菜、畜禽、水产品类、经济作物和谷物籽粒等的检测与分级[7]。农产品无损检测有着检测速度快、检测全面、操作方便和绿色环保等优势。随着无损检测技术的发展,AI技术将在农产品无损检测中发挥越来越重要的作用。
3.1 建立完善的农业专家库 农业专家库的建立比较复杂,且农业生产的周期长、知识获取困难、牵涉系统多,因此建立完善的农业专家库较为困难。但随着AI技术的发展及大数据、云计算等领域的渗入,未来农业专家库会更加精确化、科学化、专业化与智能化。
3.2 完善农业硬件设施 硬件设施是农业生产的基础,任何高新技术在农业上的应用都需要硬件设施的支持。因此,相关部门可适当加大对农业硬件设施的资金投入,完善农业设施设备,为新技术的应用打好基础。
3.3 实现网络化与智能化的农业经营 农业经营是农业生产的重要一环。推动实现农业经营的网络化与智能化需要积极推进农业电子商务,通过农产品产供销流程重组,实现市场为导向的生产,有利于产销对接、供需平衡,有效控制农产品成本和价格[8]。大型农户也可与大型互联网公司合作,改进营销方式,扩大销售渠道,构建全新的农业经营模式。
3.4 紧跟5G发展的步伐 5G,是Fifth-Generation的缩写,是指移动电话系统的第5代,也是4G技术之后的延伸,5G技术的测试已在包括中国在内的多个国家展开,是目前通讯技术的顶端,现代农业要紧跟5G的步伐,使AI、农业、5G逐渐融为一体,提高农业信息的传输速度与智能化设备的控制精度,提高农业的可视化程度。随着5G技术的发展,其在农业中的应用将值得人们进一步探索。
随着AI技术的发展,其在农业生产中的应用也会越来越广,必将成为未来农业发展的重要技术支撑。在人工智能的引领下,农业将进入智能化与数字化的全新时代。我国也必将抓住这一发展机遇,努力奋进,使中国农业焕发出新的生机。