2024-10-22 10:01:16
瀘縣一示范區(qū)內(nèi)可實時監(jiān)測蟲情、生長環(huán)境、土壤墑情、用水量等的監(jiān)測設(shè)備。
近日，2024年諾貝爾獎科學(xué)類的3個獎項——生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、物理學(xué)獎、化學(xué)獎全部揭曉，后兩項均頒發(fā)給AI（人工智能）領(lǐng)域科學(xué)家。有評論認(rèn)為，一次革命性的科研范式轉(zhuǎn)換被諾獎委員會“蓋章確認(rèn)了”，諾貝爾獎即將進(jìn)入AI時代。
事實上，只聞機(jī)器鳴，不見農(nóng)人忙。一場農(nóng)業(yè)的AI革新，正在如晨曦初露般悄然改變著廣袤田野。
人工智能與農(nóng)耕機(jī)器人正以其獨(dú)特的魅力，引領(lǐng)著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的深刻變革：它們不僅極大地提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，更在無形中減輕了農(nóng)民的體力負(fù)擔(dān)，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的繁榮注入了新的活力。
人工智能快速迭代
讓農(nóng)業(yè)從“看天吃飯”轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)
2024年10月16日，是第44個世界糧食日，聯(lián)合國糧農(nóng)組織將今年全球活動主題確定為：“糧安天下，共建更好生活，共創(chuàng)美好未來?！弊鳛檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食消費(fèi)大國，當(dāng)靠天氣吃飯，進(jìn)化成借助AI與農(nóng)作物“對話”；當(dāng)靠身體吃飯，轉(zhuǎn)變?yōu)椴倏貦C(jī)器人務(wù)農(nóng)，現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)農(nóng)耕的浪漫交響曲，已鳴奏于華夏大地的田間地頭。
裝上數(shù)智大腦的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域機(jī)器人，正以前所未有的速度發(fā)展。在浙江桐鄉(xiāng)，5000平方米的農(nóng)場只需三名農(nóng)人。人工放好苗盤，智能精量播種機(jī)便可自動吸取種子，精準(zhǔn)播種到土壤的每一個空穴，實現(xiàn)每一個土壤空穴只播一粒種子，達(dá)到精準(zhǔn)播種，還能減少15%以上的種子浪費(fèi)。
當(dāng)高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航與AI結(jié)合，實現(xiàn)精準(zhǔn)的自動化農(nóng)業(yè)不再困難。山西大同，安裝了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的無人農(nóng)機(jī)，通過北斗導(dǎo)航無人駕駛精量播種，實現(xiàn)了寬窄行種植，增加了每畝種植株數(shù)，優(yōu)化了作物布局，有利于通風(fēng)透光和玉米生長。這些“鐵家伙”個個“身懷絕技”，確保每顆種子都能在最適宜的位置破土而出，每一株幼苗享受平等的陽光雨露，茁壯成長。
人工智能的快速迭代，讓農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的“看天吃飯”轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。在四川瀘州市瀘縣，耕作“神器”田間智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，裝備了先進(jìn)的傳感器，采用AI算法，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、養(yǎng)分含量以及作物生長狀態(tài)，并根據(jù)傳感器收集的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)灌溉量和施肥比例。技術(shù)人員只需輕輕一按平板，即可根據(jù)農(nóng)田的實際情況自動調(diào)整作業(yè)方案，讓農(nóng)作物在最優(yōu)的環(huán)境和營養(yǎng)條件下生長。
機(jī)器人務(wù)農(nóng)
更好地減輕農(nóng)業(yè)工作者負(fù)擔(dān)
作為數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的得力助手，溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)正逐漸從大型農(nóng)場走向多元種植場景。在天津市東麗區(qū)蔬菜種植專業(yè)合作社的一間大棚里，當(dāng)溫室大棚內(nèi)安裝上空氣溫濕度傳感器和天氣預(yù)測模型，便能夠?qū)崟r監(jiān)測棚內(nèi)溫濕度和未來降雨情況，自動調(diào)整控溫灌溉計劃。當(dāng)土壤濕度低于作物生長所需水平且即將降雨時，系統(tǒng)會自動暫停灌溉，避免不必要的水資源消耗。
除了聰明的數(shù)智大腦，農(nóng)業(yè)機(jī)器人硬件的發(fā)展，讓它們的形態(tài)得以豐富，更具“耕田”天賦，能更好地減輕農(nóng)業(yè)工作者的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)需要扮演農(nóng)場巡檢員的角色時，機(jī)器人可以是一個個感知能力極強(qiáng)，有著清晰五官的可愛“小白”。它們的耳朵和眼睛都安裝著攝像頭，嘴巴下方有溫度、濕度傳感器，頭頂則是風(fēng)速風(fēng)力、二氧化碳、光合輻射等感應(yīng)器。這樣的多路傳感器融合技術(shù)，讓它們“漫步”在農(nóng)場間，就能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境智能感知，實時采集相關(guān)數(shù)據(jù)。
當(dāng)需要成為采蘑菇、采茶葉的“小姑娘”時，機(jī)器人可以“長”出一雙雙靈巧的手，讓它們能更好地勝任采摘工作。采蘑菇機(jī)器人的雙手是帶有真空負(fù)壓的仿生柔性吸盤，采摘時，它們會用吸盤輕輕搖動并吸起蘑菇，避免對菌蓋造成損傷。采茶葉機(jī)器人的雙手則由精巧的小剪刀和負(fù)壓吸管組成，可以通過剪刀手將芽葉從枝頭分離，之后負(fù)壓吸管可迅速將芽葉吸進(jìn)茶簍中。
當(dāng)需要承擔(dān)耕作勞動中的體力活時，機(jī)器人們則能化身為“耐力超群”“力大無窮”的“壯漢”。配置了寬幅仿形割臺、雙縱軸流柔性脫粒分離滾筒、大容量糧箱等硬件的“巨無霸”農(nóng)業(yè)收割機(jī)每秒喂入量可達(dá)18公斤，每小時可收獲小麥超 50畝。碼垛機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)先編排的程序輕松碼垛，協(xié)助工人完成重復(fù)而繁重的工作，碼垛速度可以達(dá)到每分鐘10～15次。
面臨更多挑戰(zhàn)
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)仍需不斷進(jìn)步
不管是“智慧大腦”還是各種農(nóng)業(yè)機(jī)器人，最關(guān)鍵的問題是誰來運(yùn)作，而這就不得不依靠返鄉(xiāng)的“新農(nóng)人”。7年間研發(fā)了60多款農(nóng)業(yè)機(jī)器人的王金悅，“00后”農(nóng)業(yè)無人機(jī)飛手周凡越，通過電商帶貨、掙錢請全村人出去旅行的周建康……“喝著咖啡，吹著空調(diào)種地”的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)愿景，在這些“新農(nóng)人”的推進(jìn)下，正逐步邁向現(xiàn)實。
2023年，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力超過10.78億千瓦，農(nóng)機(jī)裝備總量接近2億臺（套），全國農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率已超過73%，裝有北斗定位作業(yè)終端的農(nóng)機(jī)裝備達(dá)180萬臺（套），全國農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)零售額達(dá)到2.49萬億元。“新農(nóng)人”走過的“興農(nóng)路”，每一步都作數(shù)。
農(nóng)業(yè)機(jī)器人軟件和硬件的發(fā)展正逐步讓“種田不下田，照樣好收成”的新一代農(nóng)耕場景成為現(xiàn)實。但我們也不得不承認(rèn)，它們作為一種特種機(jī)器人，在發(fā)展的道路上仍面臨多種挑戰(zhàn)。
農(nóng)田農(nóng)場、溫室大棚這樣不確定的自然環(huán)境，對“鋼鐵伙伴”的挑戰(zhàn)更大。與工廠車間、商業(yè)廚房、醫(yī)院手術(shù)室等密閉人造環(huán)境不同，農(nóng)業(yè)場景會存在光照條件、遮擋、紋理、顏色變化等因素，使得機(jī)器人的感知能力受限。
當(dāng)技術(shù)尚在成長中時，機(jī)器人的加入也不一定能提升生產(chǎn)效率。例如，部分農(nóng)業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜的農(nóng)業(yè)場景中工作時，可能會由于從識別定位到執(zhí)行任務(wù)需要進(jìn)行大量運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等原因，導(dǎo)致過程耗時較長。這就可能會令許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者不愿意引入農(nóng)業(yè)機(jī)器人。
在農(nóng)業(yè)智能機(jī)械的演進(jìn)浪潮中，技術(shù)正重塑著田野的風(fēng)貌。雖然挑戰(zhàn)仍在，但我們有理由相信，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域人工智能與機(jī)器人技術(shù)在不斷進(jìn)步，我們每一片土地的產(chǎn)出都在向著更高效、更可持續(xù)的方向邁進(jìn)?？萍贾猓瑢⒁恢闭找覈Z食安全的前進(jìn)道路。
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