机器人巡田 农业插上智慧“芯”
来源：广州日报 日期:2019-01-07
采集的数据会实时传输到系统的云端
田间装上传感器、建立各种算法模型……“智慧大脑”已深入田间
在田间装上传感器，实现远程感知，农民可以近乎实时地查看土壤和作物状况的相关数据;利用物联网提供的实时数据，能对农作物疾病进行预测和预防;机械工具可以实现自动灌溉和饲养农作物……日前全媒体记者在广州一家人工智能农业实验室看到，“智慧大脑”已悄无声息地深入田间。
我国是传统的农业大国，大米更是我们日常生活中主要的粮食之一。“农田智能化、数字化成为农业发展的趋势。”据国务院《新一代人工智能发展规划》及《广东省新一代人工智能发展规划》均明确提出这一观点。
广州的艾米生态人工智能农业实验室从三年多前便着手将人工智能与生态农业结合，试图利用AI改变传统“面朝黄土背朝天”的耕作方式，为农业装上“智慧大脑”。全媒体记者在“大脑”后台的研究室看到，尽管远离田间，但仍可通过田间数个传感器、无人机等实时收集农作物、天气、土壤等数据，监测农作物的生长情况，从而减少田间耕作人员的数量与工作量。据了解，能“自动巡航”和除草的田间机器人1.0已进入原型测试阶段。
智慧农业是我国农业现代化发展的必然趋势。纵观全球，许多发达国家同样在大力投入智慧农业的研发。专家表示，信息技术、人工智能、互联网、物联网、神经网络、无人机等技术的重大变革，孕育着一场农业技术的重大变革。
生态种植 农田被插上了“AI芯片”
自古以来，降水、病虫、草害、土壤等因素对种植都有极大影响。以往为采集气象数据，技术人员只能将天气预报的笔记，还有通过土样、水样采集的土地养分、湿度等各种数据从各地农场寄到相关农业部门，再利用机器进行分析;传统水稻田的巡田、除虫、除草等也要靠人力完成……这些耗时、耗力的工作，随着人工智能(AI)、大数据、物联网等新一代信息技术高速发展，正在发生质的改变。
如今，农田被插上了“AI芯片”，在卫星、无人机、物联网等高科技手段的支持下，曾对农业生产具有重要影响的因素，逐渐演变成大屏幕上的可视数据，供人工智能技术团队进行智能分析与预测。
在艾米人工智能农业实验室中，全媒体记者看到了AIRICE“农田大脑”系统。在系统的大屏幕上实时展示不同区域试验田中天气、土壤、农作物等各类数据。艾米人工智能农业项目总监桑强表示：“我们做的第一步是把数据采集输入至云端大数据后台中，经过一段时间累计，AI团队会建立起各种算法模型，如病虫害、降雨量、蒸发量、土壤湿度关系等，科学地计算预测农田的产量、需肥量、放水量等。据悉，该实验室团队目前主要集中于水稻生态种植的现代化、智能化。所谓生态种植，与常规种植相比，它意味着避免除草剂、除虫剂等化学农药、化肥使用，以保证种植出来的产品安全、没有污染。”
然而，目前看到的大数据采集环节只是整套“大脑”的第一步。未来，这套系统还包含了智能感知、智能预警和智能行为。智能感知是指系统能够对作物等进行健康指数分析，而当“发现”病虫草害时就会做出智能预警;再者，“大脑”可“控制”各种生产机械、智能设备，例如各种农业机器人机进行田间作业。
在田间装上传感器 实现远程感知
对于AI+农业，实验室团队看来，现阶段主要是解决了传统农业三大“痛点”。一是保持生态种植的质量和产量。二是田间种植中人力问题，尤其让80后、90后等年轻人愿意种田，培训专业的懂得生态种植的人才。第三则是可复制种植标准，“单个农场可以做得很好，那么一百个农场呢?如何降低成本，特别是人力成本，并且快速复制和部署到全国各地。”
据了解，目前在艾米不同地区的试验田中已基本实现了大数据实时采集的环节。这些数据是如何实现远程采集?利用大量的传感器：例如位于从化的约300亩试验田中安装了26个传感器。据团队的技术专家表示，传感器的多少是按照试验田的面积决定，26个只是基础，由于不同地区的地势落差、土壤湿度、酸度、盐分不一样。假如是落差较大、湿度差别较大的区域，传感器会布置得更密集。
以从化的农场为例，气象数据和土壤数据目前是每隔一小时采集一次。采集后的数据会实时传输到系统的云端，进入农田大脑的后台进行存储和处理，然后实时展示在大屏幕终端上。桑强表示，“预计今年初可在一个系统上看到多个农场不同的数据，也就说，通过一个界面能实现管理，哪个农场出现异常情况，系统就会预警。而农场的种植者也可通过这一智能系统来监控农场的各种数据情况。”
根据去年印发的《广东省新一代人工智能发展规划》(下称《规划》)中关于智慧农业的应用场景，重点是在现代农业产业园中大力推进“互联网+”智慧农业，应用物联网、云计算、大数据等现代信息技术，推动农业全产业链改造升级。
机器人“入田”
视觉识别巡田、除草
纵观全球，许多发达国家正大力投入智慧农业的研发。日本在不同地区通过信息通信技术、机器人、智能温室等新技术来打造智慧农业。有些地区的农业生产者在农场的塑料大棚区，安装了传感器，它能够监测大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度等数值，再通过网络将数据上传到云端服务器存储起来，不仅是电脑，手机也可以查看保存的数据。去年4月，日本富士通联合九州大学共同研究如何利用AI技术来提高农业生产效率。研究人员在专用实验场所“Smart House”中，利用九州大学植物体测量评定技术，并结合图像处理技术，从相机拍摄的植株高度、植被叶量、植物茎部直径等数据来了解植物生长繁殖状况。
而农业全球闻名的以色列，将农业物联网、互联网技术农业与传统农业相结合，实现农业智能化。据悉，早前，当地一创新团队利用安装在牛棚内的多种传感器采集数据，并通过软件对数据进行分析，能实时了解奶牛的紧张情绪程度，从而通过不同手段为奶牛缓解情绪提高产量。另外，为了提高农业的效率，还有以色列公司利用传感器、遥感技术软件等增加农业产量，提高农作物生产利润。
近年来，国内互联网巨头以及一些科技创新团队，都在尝试利用农业无人机、智能灌溉、智能温室、机器人等一系列物联网技术、人工智能整合产业链、利用互联网思维去改造传统农业，发展智能农业。去年4月，京东宣布将以无人机农林植保服务为切入点，整合京东集团物流、金融、生鲜、大数据等能力，搭建智慧农业共同体，同时打造首个农场品牌“京东农场”。在去年11月，京东宣布进军养猪和种菜市场，将通过整合“神农大脑(AI)”、物联网设备、独创养殖巡检机器人、饲喂机器人、3D农业摄像头等高科技手段，实现整个养猪业的智能化、数字化和互联网化。另外，阿里在去年正式发布了阿里云ET农业“大脑”。百度则在2018世界大会上公布了AI遥感智能监测病虫害的最新成果，完成精准科学用药，农药使用量降低50%。…
