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種田不下田?AI正在爆改農業(yè)

2024-10-22 10:01:16   

瀘縣一示范區(qū)內可實時監(jiān)測蟲情、生長環(huán)境、土壤墑情、用水量等的監(jiān)測設備。

近日,2024年諾貝爾獎科學類的3個獎項——生理學或醫(yī)學獎、物理學獎、化學獎全部揭曉,后兩項均頒發(fā)給AI(人工智能)領域科學家。有評論認為,一次革命性的科研范式轉換被諾獎委員會“蓋章確認了”,諾貝爾獎即將進入AI時代。

事實上,只聞機器鳴,不見農人忙。一場農業(yè)的AI革新,正在如晨曦初露般悄然改變著廣袤田野。

人工智能與農耕機器人正以其獨特的魅力,引領著農業(yè)生產方式的深刻變革:它們不僅極大地提升了農業(yè)生產的效率和質量,更在無形中減輕了農民的體力負擔,為農村經濟的繁榮注入了新的活力。

人工智能快速迭代

讓農業(yè)從“看天吃飯”轉向標準化生產

2024年10月16日,是第44個世界糧食日,聯合國糧農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業(yè)生產與糧食消費大國,當靠天氣吃飯,進化成借助AI與農作物“對話”;當靠身體吃飯,轉變?yōu)椴倏貦C器人務農,現代科技與傳統(tǒng)農耕的浪漫交響曲,已鳴奏于華夏大地的田間地頭。

裝上數智大腦的農業(yè)領域機器人,正以前所未有的速度發(fā)展。在浙江桐鄉(xiāng),5000平方米的農場只需三名農人。人工放好苗盤,智能精量播種機便可自動吸取種子,精準播種到土壤的每一個空穴,實現每一個土壤空穴只播一粒種子,達到精準播種,還能減少15%以上的種子浪費。

當高精度的衛(wèi)星導航與AI結合,實現精準的自動化農業(yè)不再困難。山西大同,安裝了北斗導航系統(tǒng)的無人農機,通過北斗導航無人駕駛精量播種,實現了寬窄行種植,增加了每畝種植株數,優(yōu)化了作物布局,有利于通風透光和玉米生長。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,讓農業(yè)從傳統(tǒng)的“看天吃飯”轉向標準化生產。在四川瀘州市瀘縣,耕作“神器”田間智慧農業(yè)系統(tǒng),裝備了先進的傳感器,采用AI算法,能夠實時監(jiān)測土壤濕度、養(yǎng)分含量以及作物生長狀態(tài),并根據傳感器收集的數據自動調節(jié)灌溉量和施肥比例。技術人員只需輕輕一按平板,即可根據農田的實際情況自動調整作業(yè)方案,讓農作物在最優(yōu)的環(huán)境和營養(yǎng)條件下生長。

機器人務農

更好地減輕農業(yè)工作者負擔

作為數字鄉(xiāng)村建設的得力助手,溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)正逐漸從大型農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,當溫室大棚內安裝上空氣溫濕度傳感器和天氣預測模型,便能夠實時監(jiān)測棚內溫濕度和未來降雨情況,自動調整控溫灌溉計劃。當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。

除了聰明的數智大腦,農業(yè)機器人硬件的發(fā)展,讓它們的形態(tài)得以豐富,更具“耕田”天賦,能更好地減輕農業(yè)工作者的負擔。

當需要扮演農場巡檢員的角色時,機器人可以是一個個感知能力極強,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,頭頂則是風速風力、二氧化碳、光合輻射等感應器。這樣的多路傳感器融合技術,讓它們“漫步”在農場間,就能對農業(yè)生產環(huán)境智能感知,實時采集相關數據。

當需要成為采蘑菇、采茶葉的“小姑娘”時,機器人可以“長”出一雙雙靈巧的手,讓它們能更好地勝任采摘工作。采蘑菇機器人的雙手是帶有真空負壓的仿生柔性吸盤,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。采茶葉機器人的雙手則由精巧的小剪刀和負壓吸管組成,可以通過剪刀手將芽葉從枝頭分離,之后負壓吸管可迅速將芽葉吸進茶簍中。

當需要承擔耕作勞動中的體力活時,機器人們則能化身為“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”農業(yè)收割機每秒喂入量可達18公斤,每小時可收獲小麥超 50畝。碼垛機器人可以根據預先編排的程序輕松碼垛,協(xié)助工人完成重復而繁重的工作,碼垛速度可以達到每分鐘10~15次。

面臨更多挑戰(zhàn)

現代農業(yè)仍需不斷進步

不管是“智慧大腦”還是各種農業(yè)機器人,最關鍵的問題是誰來運作,而這就不得不依靠返鄉(xiāng)的“新農人”。7年間研發(fā)了60多款農業(yè)機器人的王金悅,“00后”農業(yè)無人機飛手周凡越,通過電商帶貨、掙錢請全村人出去旅行的周建康……“喝著咖啡,吹著空調種地”的現代化農業(yè)愿景,在這些“新農人”的推進下,正逐步邁向現實。

2023年,我國農業(yè)機械總動力超過10.78億千瓦,農機裝備總量接近2億臺(套),全國農作物耕種收綜合機械化率已超過73%,裝有北斗定位作業(yè)終端的農機裝備達180萬臺(套),全國農村網絡零售額達到2.49萬億元?!靶罗r人”走過的“興農路”,每一步都作數。

農業(yè)機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”的新一代農耕場景成為現實。但我們也不得不承認,它們作為一種特種機器人,在發(fā)展的道路上仍面臨多種挑戰(zhàn)。

農田農場、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)院手術室等密閉人造環(huán)境不同,農業(yè)場景會存在光照條件、遮擋、紋理、顏色變化等因素,使得機器人的感知能力受限。

當技術尚在成長中時,機器人的加入也不一定能提升生產效率。例如,部分農業(yè)機器人在復雜的農業(yè)場景中工作時,可能會由于從識別定位到執(zhí)行任務需要進行大量運算、數據處理等原因,導致過程耗時較長。這就可能會令許多農業(yè)生產者不愿意引入農業(yè)機器人。

在農業(yè)智能機械的演進浪潮中,技術正重塑著田野的風貌。雖然挑戰(zhàn)仍在,但我們有理由相信,我國農業(yè)領域人工智能與機器人技術在不斷進步,我們每一片土地的產出都在向著更高效、更可持續(xù)的方向邁進??萍贾?,將一直照耀我國糧食安全的前進道路。

來源:四川農村日報
編輯:張靜
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