電子發(fā)燒友網報道（文/梁浩斌）AI+種田有沒有搞頭？

在上周日，國務院發(fā)布了《中共中央國務院關于進一步深化農村改革扎實推進鄉(xiāng)村全面振興的意見》，作為今年的一號文件，《意見》中主要強調實現中國式現代化，必須加快推進鄉(xiāng)村全面振興。與此同時，文件也首次提到了“農業(yè)新質生產力”。

“農業(yè)新質生產力”又該怎么理解？根據農業(yè)農村部相關人士的解讀，這包括了生物育種技術、無人機技術、AI技術和數字技術等，而這些技術的應用，將有效改變農業(yè)生產發(fā)展狀況。

AI跟農業(yè)有什么關系？

相信很多讀者在看到這都會產生疑問：AI和農業(yè)，看似牛頭不對馬嘴的兩個領域，他們之間有什么關系？

那就要先了解一個概念：精準農業(yè)。

過去農業(yè)領域實際上早已意識到農田土壤的肥力、水分分布不均等問題，但由于技術原因，缺乏手段對這些問題進行有效管理。自19世紀開始，化學肥料開始流行后，土壤采樣和分析技術就已經開始發(fā)展。

到20世紀中葉，拖拉機等農業(yè)機器開始逐漸普及，這也為未來的農業(yè)智能化提供了基礎硬件。

而精準農業(yè)概念的正式出現，一定程度上得益于美國在1990年開放民用GPS定位信號。同年，明尼蘇達大學就提出了“精準農業(yè)”的概念，這個概念的核心是通過數據科學優(yōu)化資源分配。

如今，精準農業(yè)已經成為一種主流的農業(yè)管理模式，通過集成傳感器、遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、IoT、大數據分析等技術，對農田環(huán)境和作物生長進行精細化、差異化的管理。目的是提高農業(yè)生產效率、減少資源浪費、降低成本并實現可持續(xù)發(fā)展。

實際上，自1980年開始，就開始有公司開發(fā)用于農田監(jiān)測的傳感器，比如1982年傳感器大廠Richardson就推出了第一臺商用谷物產量監(jiān)測器，通過流量傳感器、溫濕度傳感器等，實時測量收割機工作時的作物產量，并且可以監(jiān)測谷物的含水量，從總質量中扣除水分重量，計算出干重產量。

而后續(xù)這種谷物產量檢測器，同步了GPS的位置記錄，繪制出農田的產量熱力圖，可以顯示出同一塊田內產量高低的區(qū)域，從而可以對不同區(qū)域農田的肥料或水分進行調整，來年增加農作物產量。1994年，美國農機公司John Deere推出搭載GPS的“GreenStar”精準農業(yè)系統(tǒng)，實現農機自動導航。

隨著傳感器等技術的進一步發(fā)展，除了農機上的改進之外，開始出現一些直接收集農田實時數據的產品，比如土壤電導率傳感器、多光譜相機等。比如村田推出的土壤傳感器中，集成了溫度傳感器、濕度傳感器以及電導率傳感器，可以對土壤的含水量、肥料量、溫度等數據進行精準監(jiān)測，并通過無線傳感網絡，甚至是衛(wèi)星通信來將數據傳輸至云端進行計算、管理。

2017年，IBM推出農業(yè)AI平臺Watson Decision Platform，利用AI對農田進行產量預測、病害蟲害識別等。

近十年來無人機的發(fā)展，也讓精準農業(yè)不只是平原大面積耕地的專屬。農業(yè)無人機的出現，比如大疆推出的農用無人機，完成包括揚肥、精準施藥、多光譜采集等任務，大幅降低了遙感的成本（過去需要用到衛(wèi)星遙感），同時不受地形的影響，讓精準農業(yè)惠及到更多小型農戶。

除了傳統(tǒng)的農田環(huán)境，溫室、養(yǎng)殖等都能夠利用到AI技術。比如在智能溫室中，可以利用傳感器和AI技術實時監(jiān)控溫室內的環(huán)境條件，自動調節(jié)溫度、濕度和光照，確保作物的最佳生長環(huán)境。

在養(yǎng)殖環(huán)境中，同樣可以利用傳感器和AI技術監(jiān)測牲畜的健康狀況和行為，早期發(fā)現疾病并提供適當護理。例如，AI可以通過安裝在牲畜身上的傳感器監(jiān)測其健康和行為，幫助養(yǎng)殖戶早期發(fā)現疾病或壓力跡象。

在生物育種方面，以往為了改良農作物品種，需要耗費大量的時間和人力。如今的生物育種平臺，已經開始采用基因組數據分析，抗逆性模擬系統(tǒng)、表型組學AI篩選工具等，利用AI技術加速品種改良的周期。

甚至在供應鏈端，農作物產品還會應用到區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)、冷鏈物流路徑優(yōu)化算法、庫存動態(tài)預測模型等，通過AI算法優(yōu)化物流路徑和配送計劃，減少庫存積壓和運輸成本，提高供應鏈效率。


AI農業(yè)相關產業(yè)鏈

所以，AI、傳感器、無人機等與現代農業(yè)實際上已經密不可分，從直接的農田環(huán)境管理到供應鏈優(yōu)化，都有著AI的身影。

而農業(yè)新質生產力的提出，也反映出國家從政策上推動AI等先進技術在農業(yè)中的普及，提高農業(yè)整體的生產力和效率。

那么要實現AI農業(yè)的普及，最關鍵的是傳感器。前面也提到，在農田中用到的土壤監(jiān)測傳感器，里面一般包含溫濕度傳感器、電導率（EC）傳感器、pH值傳感器、氮磷鉀傳感器（用于檢測養(yǎng)分，采用光譜或電化學法）。主要的供應商包括霍尼韋爾、艾默生電氣、Decagon、西克、TRUEBNER、村田、賽通科技等。

用于作物管理和產量預測、病蟲害識別等的多光譜傳感器，目前一般可以與無人機進行搭配，比如大疆的P4 Multispectral。無人機上除了多光譜傳感器外，還需要高精度的RTK定位模塊，以及ToF、激光雷達等避障系統(tǒng)。在目前一些農機產品上，為實現自動化運作，也需要高精度定位模塊以及多種避障傳感器。

在畜牧養(yǎng)殖領域，則需要給牲畜安裝可穿戴式的生物傳感器，比如在牛、羊等牲畜上打上耳標傳感器，對體溫、活動量等進行監(jiān)測。

同時，二氧化碳傳感器在溫室大棚等場景也已經被廣泛應用。

小結：

根據BergInter的研究報告，全球精密農業(yè)解決方案市場預計將從2023年的55億歐元增長到2028年的11.6%，達到95億歐元。隨著近年AI大模型的技術爆發(fā)，AI技術毫無疑問將會進一步滲透至農業(yè)領域，通過AI技術對各種傳感器獲得的數據進行分析，將會大大提高農業(yè)的產量和效率。