本刊通讯员 张燕妮
随着互联网的快速发展和国家乡村振兴战略的提出,农业作为支撑国民经济发展的基础产业,正在被互联网、大数据、人工智能等新科技进行重构和升级,互联网已经成为农业发展的重要设施,农业领域出现一片蓝海,阿里、京东、百度、腾讯等巨头纷纷布局智慧农业,为推动我国智慧农业建设做出努力。
互联网时代利用技术发展农业是顺应需求的,不仅可以提高传统农业生产的效率和质量,也在改变农业从业者、消费者的生产与生活方式,加上我们国家原本是农业立国,大量的土地都和人口联系在一起,智慧农业也能走出中国特色。近年来,百度、阿里、腾讯、京东等国内互联网巨头纷纷加快了在智慧农业领域的布局。
2018年,腾讯在一场由荷兰瓦赫宁根大学举办的国际人工智能温室种植大赛上,凭借着人工智能种植的黄瓜技压群雄赢得了大奖,该黄瓜和普通种植的黄瓜并没有什么区别,也是可以吃的,不同的是它们的浇水、通风、光照等都是依靠人工智能完成的。就这样,腾讯率先开启了国内AI种植新时代。
2019年7月2日,腾讯宣布与WUR合办第二届“国际智慧温室种植大赛”,挑战在6个月内利用AI和IoT物联网等技术远程控制温室种植番茄,要种出那种品质好、产量高、能耗少、自动化、技术可迁移的番茄。伴随着腾讯的大动作,我们沿用了万年的传统种菜模式正在被颠覆。
AI种植是先由腾讯的AI专家根据植物的生长发育规律和温室环境等相关学科知识,建立起一个模拟农作物生长环境和其生长的仿真器。AI 系统通过摄像头和传感器进行检测黄瓜苗的生长情况,黄瓜苗什么时候需要浇水、需要什么样的空气湿度,AI都会根据具体情况进行调整。
在产量方面,AI种植的成果更是出乎意料。还是以种植黄瓜为例,在4 个月的时间里,腾讯AI 在61 m2的温室内种出了3 496 kg黄瓜,平均57 kg/m2。与之形成鲜明对比的是,普通种植方式种出来的黄瓜每m2的产量一般在11 kg 左右,AI 种植产量比传统种植整整高出了5倍。
2018年6月7日,阿里正式发布“ET农业大脑”,通过人工智能指导农民播种、施肥和耕作,进行智慧选址,针对不同品种的果树选择最适宜的水土环境。目前,阿里云“ET 农业大脑”已应用于生猪养殖、苹果及甜瓜种植,已具备数字档案生成、全生命周期管理、智能农事分析、全链路溯源等功能。
不久前,在淘宝吃货节期间,利用阿里云AI 技术种植的农产品首次登录吃货频道。阿里巴巴相关负责人介绍,目前农业大脑已经被广泛应用在种菜、种瓜、水果等农产品。这些AI农产品将陆续登录淘宝吃货。
此次登录淘宝吃货频道的阎良甜瓜结合阿里云农业大脑的人工智能技术,在技术人员的支持下,甜瓜的整个生产生长过程全部实现了数字化——无论是测土、育苗、移栽、开花、结果,农民用手机就可以精确了解到浇水、施肥、授粉、缠蔓等耕作信息。
目前,应用阿里云农业大脑技术种植的阎良甜瓜共计173.33 hm2。农业大脑能调动智能设备进行喷洒灌溉,记录甜瓜的日照时间、施肥量等信息。种植户不用靠经验判断、不打激素,跟着手机软件上一套科学的标准化种植手册操作,确保在每个甜瓜品质最佳的时候采摘。
百度在农业的布局也早已展开,2018年9月,李彦宏召开ABC SUMMIT百度云智峰会。百度云携手国内龙头农企中化农业,展示出一个智能化农业生产管理平台,从连接、理解、唤醒三个层面推动智慧农业体系建立。
近日,百度大脑联合京东方实现了针对某类水培蔬菜的智能种植。比如,在京东方植物工厂育苗室,可以对蔬菜的长势进行分析,比如蔬菜的枯萎识别、重量估计、虫害识别等,都可运用百度的多模数据对蔬菜进行逐棵识别。而水培方案通过精调,还可实现对环境的控制,比如对温湿度、光照、水肥浓度等进行控制。在面对难以根治的虫害问题时,双方打造的虫害预警引擎,通过虫害样本的数据采样和识别训练,建立预警模型,可以第一时间降低虫害造成的损失。
就重量估计而言,百度大脑结合京东方植物工厂的智能排产、供应分析引擎等功能,通过对植物生长期的拍照,由机器进行数据收集和样本学习,来判断出准确的克重及数量。
支撑这些功能实现的,是百度大脑强大的深度学习、图像识别等技术。由于机器自动识别的标准化与准确率优于人工,这也提升了蔬菜的品质和产量。据了解,植物工厂引入AI 技术后,初步估计产量提升了10%~15%;同时像种子、基质、营养液这类的生产资料的使用,也降低了10%~15%的用量。由于对专业人才依赖的降低也解放了农业专家,其工作效率提高了3倍,预计一个专家从原来只能照看1.33 hm2地到目前能看4 hm2,甚至更多。
其实,早在腾讯之前,京东就已经建立了一个人工智能植物工厂了。京东植物工厂采用的是水耕培方式,一举颠覆了几千年的传统土耕方式。通过类似集装箱的装置培育秧苗,然后将秧苗移植到塑料大棚内,通过人造太阳光和营养液进行水耕栽培。全程采用人工智能技术,控制温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素,常年把环境保持在最适合蔬菜生长的状态。京东植物工厂的每棵菜都保持在绝对无菌的环境下生长,就连京东工厂的工作人员每次进出工厂,都要全身消毒。在这种环境生长的蔬菜不仅没有任何病虫侵害,就连农药和各种肥料都不需要。长大后的蔬菜,干净到不用清洗就能直接吃。
同样,在这种环境下培育出来的蔬菜产量也相当惊人。不到1 hm2(相当于一个足球场大小)的京东植物工厂,每年蔬菜产量可以达到300 t,是传统产量的几十倍以上,并且蔬菜质量极高。
和许多互联网化产业发展历程一样,智慧农业也经历着各类由人工走向智能的机遇和挑战。中商产业研究院测算显示,我国智慧农业的潜在市场规模巨大,前景十分广阔。然而,目前农业多数还停留在传统农业的阶段,大部分地区农业基础设施仍然落后,对于智慧农业的接受程度相对较低,且较为分散。
诸如阿里、百度等互联网巨头主打“智慧农业”,即通过先进的互联网技术,让传统粗放型的经营模式升级为高端集约型的经营模式。其中可能应用到的互联网技术包括但不限于:物联网、云计算、人工智能、大数据等。这些互联网技术可以让农业信息化进程加快,但是目前我国农业生产普遍存在机械化水平低、效率低下、信息不畅等问题,离智慧二字实在太远,更何况相关技术普遍具备较高的复杂度,在农村落地是非常困难的,面临的问题远超我们想象。
首先,作为农业经济的主体人群——农民,大部分在计算机和互联网方面的知识储备是相对薄弱的。现如今,年轻一代普遍外出打工,留下中老年人在农村务农,这是一个非常不利的现象。如果真的要发展智慧农业,首要的一点,就是要提高农民朋友的综合水平,让他们具备对技术的敏感性,这就要求大量年轻人留在农村,否则智慧农业落地就变得困难。
其次,目前通过技术去执行某些农业运作或者指导农业生产,在科学性上不一定成立。我们知道,袁隆平的杂交水稻经历多年的积累、反复的实验才能发展到今天,这说明农业发展并非一蹴而就。换言之,如果没有足够多的数据储备,智慧农业是无法形成科学可靠的解决方案的。而相关数据的储备必然不是一个轻易解决的问题,这又涉及上面提到的一点——大部分农民不懂互联网,不会去贡献太多有价值的农业信息。
对于巨头入局将带来的影响,业内人士同样给出了冷静的预期。一些智慧农业的应用技术发展成熟、门槛较低,市面上已经有很多中小型企业在从事这方面的工作。大型企业的深度切入,无论从农作物的生产,还是物流等方面都将会是逐步改变的,但智慧农业大规模的应用,短期之内还是做不到的。
在专家看来,目前智慧农业技术已经应用到生产监测、温室植物种植、精准灌溉、农产品质量安全追溯等诸多领域,并形成了独特优势。不过,目前智慧农业还处在初级发展阶段,也需要业界在产品、技术及服务等领域持续创新,从而进一步驱动行业健康发展。