养(yǎng)猪场(chǎng)里,通过“猪脸识别”系统扫描一(yī)下猪的脸,就可以在屏幕上看(kàn)到猪(zhū)的编号、品(pǐn)种、健康情况、进食量(liàng)等(děng)信息;
温棚中,传(chuán)感器收集土壤湿度、水分、含盐量等数据,通(tōng)过(guò)人工智能模型和算法(fǎ),告知(zhī)农户土壤相关情况;
果园的(de)每个甜(tián)瓜都有(yǒu)一个二维码身份证(zhèng),对甜(tián)瓜整个生命周期(qī)进行监控(kòng);
无人驾(jià)驶收获机(jī)在(zài)稻田(tián)里收割稻子……
这(zhè)些听(tīng)起来(lái)很高科技,其实离我们的生活很近,或许你买(mǎi)的蔬菜(cài)水果就是这(zhè)些高科技农(nóng)业(yè)的(de)产物。
科技在(zài)农业中的应用,将让传统农业得以从(cóng)“靠天(tiān)吃饭”向“靠(kào)技术吃饭”转变,“智慧(huì)农业”让农民们的生产更高效率(lǜ)、高利(lì)润,让我们(men)吃得(dé)更安(ān)心(xīn)。
很(hěn)多(duō)人可能对“智慧农业”不是很熟悉,今天(tiān),我们就一起来了解下什么是“智慧(huì)农(nóng)业”,其中又运(yùn)用(yòng)了哪些高科技?
什么叫“智慧(huì)农(nóng)业”?
学界普遍认为农业有四个(gè)阶段。
农业1.0是传统农业(yè)时代,主要依靠(kào)人力和(hé)畜力;农业2.0是机械化农(nóng)业时代;农业3.0以应用单一信息技(jì)术和局部生产自动化为特征。农(nóng)业发展的最(zuì)高阶段是农业4.0,充分(fèn)整(zhěng)合(hé)资源,实现农业的智能(néng)化、无人化,农业生产过程可(kě)控且高(gāo)效,不受自然环境约(yuē)束。
“智慧农业(yè)”的概念提(tí)出于(yú)2014年。
“智(zhì)慧农业”是智能农业专(zhuān)家系统的简称(chēng),一般是指利用物(wù)联网技(jì)术、“5S”技术、云计算技术和大数(shù)据等信息(xī)技术(shù)实现“三农”产业的数(shù)字化、智能化、低(dī)碳化、生态化、集(jí)约化,从空间(jiān)、组织、管理整(zhěng)合(hé)现有农田基础建设、通信设备和信息(xī)化设施,使农业实现“高效、聪(cōng)明(míng)、智慧、精细(xì)”和可(kě)持续(xù)生态发展。
我国智慧农业起(qǐ)步虽晚,但发展速(sù)度非常(cháng)快。2018-2019年(nián),在国家相(xiàng)关政策的响应下,互联网大咖和企业纷纷加(jiā)入,如(rú)“未(wèi)来食物农场”“智慧农业平台”“AI养猪”等的出现,使中国的智慧农业迎(yíng)来了(le)迅速发展时期。
“猪脸(liǎn)识别”精准化(huà)管理每(měi)一只猪
“人(rén)脸识别(bié)”相信大家(jiā)已经司空见惯,“猪脸识别”还是(shì)头(tóu)一回听说。养猪(zhū)为(wéi)啥还要用摄像(xiàng)头(tóu)识别每一头猪?如何识别看起(qǐ)来(lái)长(zhǎng)相差不多的猪?
别(bié)着急,我们先到智能化养殖场看(kàn)看这些(xiē)猪宝宝们的日常(cháng)吧(ba)!
当一头猪要“入住”猪舍时(shí),养殖人员通(tōng)过“猪脸识(shí)别”系统扫描一(yī)下猪脸,就可(kě)以给猪建立(lì)标签(qiān),生成识别码,关(guān)联猪(zhū)的编号(hào)、猪的亲(qīn)本、品种、生(shēng)长环境、健康情况(kuàng)、采食计划等信息。
和“人脸识别”技术一(yī)样(yàng),“猪脸识别”技术其实也是生(shēng)物(wù)识别技术的一种,基于构(gòu)建AI算法来自(zì)动识(shí)别图片或视(shì)频素(sù)材中的(de)动物特(tè)征,例如动物的面部特征(两眼间的距离、嘴(zuǐ)巴的位置(zhì)、头骨的宽度)、外形(xíng)特征(花纹、各部位之间的比(bǐ)例(lì))从而实现对(duì)动物身份的识别。
所(suǒ)以,哪怕是有成千上万头(tóu)猪,系(xì)统也能轻松识别其中(zhōng)的每一头。再搭(dā)配(pèi)饲喂机器人、巡检机器人、环境监测(cè)及自动控制(zhì)系统,便组(zǔ)成(chéng)了智能化养殖场。
传统养殖中,当饲养(yǎng)员把同(tóng)一栏猪的饲(sì)料倒在同一个槽里(lǐ)时(shí),10至(zhì)15头猪一哄而上凭力气“抢食(shí)儿(ér)吃”,最(zuì)终导致(zhì)同(tóng)一栏猪(zhū)出栏时生长不均衡,最小的(de)只有70公斤,最大的达(dá)到130公斤。
与传统(tǒng)养猪饲喂(wèi)模式不同,智能(néng)化养殖(zhí)场则要“公平”的多。
每个猪栏的中心(xīn)处安放着被分隔成6个“伸缩式半限(xiàn)喂栏(lán)体”的饲料(liào)槽,每(měi)个食槽位仅(jǐn)能容(róng)纳一头猪进出。
每个栏体上方的AI镜头对每头(tóu)猪进行猪脸识别并关联查询出相关信息后,中枢(shū)设备会向(xiàng)饲料槽上方的饲喂(wèi)机器人发送指令,使其(qí)可(kě)以(yǐ)自(zì)动投放这头(tóu)猪应进食的(de)量,甚至能精准到克。计(jì)划指(zhǐ)导量内,还能(néng)支持互动分餐,真正做(zuò)到(dào)让猪想吃(chī)就(jiù)吃。
“猪脸识别”后进行(háng)精(jīng)准饲喂 来源 | 央视财(cái)经频道
这(zhè)样精准饲(sì)喂,同一(yī)栏(lán)猪出栏(lán)时的(de)体重差异可缩小到5%以内,还(hái)可以节省饲料(liào)成本。
横(héng)穿(chuān)猪舍上方的轨道上安装着一(yī)个长方体的24小时不(bú)间断巡(xún)检机(jī)器人。巡检机器人上配备了(le)3D双(shuāng)目摄像头、广角深度摄像头、远程(chéng)测温(wēn)仪、声音收(shōu)集器(qì)、6项指标环控测试仪等多(duō)个设备。
这样,高配加持的巡检机器人就具有了视觉点(diǎn)数和估重等功(gōng)能。巡检(jiǎn)机器人只需“扫一眼(yǎn)”就能准确盘点猪舍内(nèi)猪的(de)数量(liàng),还能在对(duì)拍摄(shè)物体建(jiàn)模后,配合猪只(zhī)的种类和特性进行估重,整个过程仅需几(jǐ)秒,误差在(zài)3%以内。
相比(bǐ)较(jiào)传统(tǒng)的肉眼(yǎn)盘点(diǎn)估重、人工记录的工作方式,这(zhè)种方式显(xiǎn)然更高效、准确,还(hái)节省人力和时间。
估猪重量 来源 | 南方都市报
传统的养猪多采用粗放式(shì)的养(yǎng)殖方(fāng)式,猪群(qún)健(jiàn)康监测(cè)技术受限,耗费大(dà)量的人力、物力,猪幼崽死亡率(lǜ)居(jū)高不下,产(chǎn)量难以提升,成本(běn)高、盈利难(nán)。
而智能化(huà)养猪的监控系统可以24小时不间断地(dì)对(duì)生物资(zī)产(chǎn)的健康体(tǐ)征进(jìn)行(háng)在线实时监(jiān)测。
计算(suàn)猪的运动(dòng)量 来源 | 南方都市报(bào)
系统捕捉到猪的(de)运动(dòng)量、采食量、体温和粪(fèn)便等数据异常的同(tóng)时,调取数据(jù)库里(lǐ)这头猪的过往体(tǐ)温、进食(shí)记(jì)录、运动量等进行比对分析。
而(ér)搭载在巡(xún)检机器人上的声纹识别技术可以分析猪(zhū)的叫声、咳嗽声,从而(ér)在早期就能判断(duàn)这头猪可(kě)能患病的风险(xiǎn)。工作人员就能第一时间发现病原,提(tí)前(qián)免疫,从源头上有效控制(zhì)并迅速扑灭瘟疫。
据测算(suàn),采(cǎi)用“猪脸识别”后(hòu),养殖场的人工成本(běn)减少30%-50%左右,降低饲料使用量(liàng)8%-10%,并且平均缩短出(chū)栏时间5-8天。(数据来(lái)源:中城(chéng)发(fā)展研究院(yuàn))
智慧化果园(yuán)让(ràng)每个(gè)果子都有“身份证”
细心的朋友们会发(fā)现,有些销售的水果上会贴着二维(wéi)码,扫一扫上面的二维(wéi)码就可以(yǐ)查到水果产自哪里,生长的(de)环境怎样等(děng)信息。
在智慧化果园里,每棵树(shù)都有(yǒu)自己的档案。这棵(kē)树(shù)栽种的(de)年份,浇了(le)多少(shǎo)水,用了多(duō)少肥,打了多(duō)少药都清楚,这(zhè)个二维(wéi)码也就是水果的“身份证”,让品质溯(sù)源也更容易。
消(xiāo)费者通过扫描二维码,就可全方位追溯(sù)苹果的(de)来龙去脉 来源丨新浪(làng)陕(shǎn)西
那么,如(rú)何能(néng)做到“记住”每(měi)一棵果树的信(xìn)息(xī)?这(zhè)就得益于AI技术。
AI即人工智能,是近几(jǐ)年来我(wǒ)们常听到的(de)名词,但是目前还没有统一(yī)的定义(yì)。
2019版的《人工智(zhì)能安(ān)全标准(zhǔn)化(huà)白皮书》明确提(tí)出(chū),人工(gōng)智能(néng)系统(tǒng)是利用一种数字(zì)计算机(jī)或者(zhě)其他由计算机控制的机器(qì)来模拟、延(yán)伸和(hé)扩展人的(de)智能,感知周(zhōu)围(wéi)环境、获(huò)取相关知识并且使用,以获得最佳结果的理论、方法、技术(shù)及(jí)应用的系统。
简单来(lái)说(shuō),人(rén)工智能的目(mù)的是使智(zhì)能机器像(xiàng)人(rén)一般,具备会听、会(huì)看、会(huì)说、会行动、会学(xué)习、会思考等(děng)能力。
如我(wǒ)们在上文中讲(jiǎng)到的“猪脸识(shí)别”就(jiù)是利用了AI技(jì)术(shù),基于机器视(shì)觉和图像识别,AI还(hái)可以选种、土(tǔ)壤检(jiǎn)测、智能耕作(zuò)、病虫(chóng)害防治等(děng)。
在智(zhì)慧化果园中,无人(rén)机或智能(néng)巡田机器(qì)人会不间(jiān)断地拍摄植物生长状态和(hé)各区域的杂草情况,并将这些图片传(chuán)输到终端。系统基于图像识别技术,采用(yòng)特定的算法和(hé)模(mó)型,进行深度挖掘,提(tí)取(qǔ)出了图片中的有效信息。
智能(néng)巡田(tián)机器人(rén)果实实时识别与检(jiǎn)测画面 来源 | 中国(guó)经济网
这样(yàng)不仅让能农户了解作物的生长情况(kuàng),还可以通过数据(jù)对(duì)灌水、喷药、施肥的(de)量进行精准(zhǔn)控制(zhì)。
而(ér)且,无(wú)人机或智能巡田机器人(rén)还能(néng)实现对作物病虫害(hài)等问题(tí)的识(shí)别和监控。农户上传照片到智能(néng)植物识别软件,就能识别(bié)作物是否存在病虫害问题,软(ruǎn)件(jiàn)还会给出相应的解决方(fāng)案。
用(yòng)气(qì)象大(dà)数据分析研判种、管、收(shōu)、售整体方案,比如连阴雨高发(fā)期,可(kě)提前做好(hǎo)防(fáng)雨排涝;霜(shuāng)冻高发(fā)期,可提前启动防(fáng)霜(shuāng)机等防霜措(cuò)施;冰雹(báo)多(duō)发期,提前布好防雹网;果实膨大期,做好水分(fèn)调节……
以(yǐ)前农民凭经验(yàn),现在是通过数(shù)据来进(jìn)行管理(lǐ)。农民们只(zhī)需远程调控,随时可以查看果园环境。
全程(chéng)无人机械化作业的(de)无人农场(chǎng)
“粮仓(cāng)已满,请来接粮。”通过(guò)5G信号,无人驾驶收获机向它的合作伙伴——无人驾驶运(yùn)粮车发出信息(xī)。
“收到(dào)。”在田边等候的运粮车,立即开到收获车旁边。收获机伸出卸粮筒,将稻谷卸到运(yùn)粮车中,仅几十秒就完成了一次卸粮过程。
在华南(nán)农(nóng)业大学增(zēng)城教研(yán)科学基地,中国工程院院士、华南农业大学(xué)教授、广东农(nóng)村科(kē)技特派员罗锡文(wén)团队的(de)水稻(dào)无人农场,是(shì)目前全国首例(lì)“耕、种、管、收”全程无人机械化作业的水稻农场。
无人驾驶(shǐ)收(shōu)获机(jī)和(hé)运粮车协同(tóng)完成收获作业 来源 | 科技日(rì)报
无人驾驶(shǐ)旋耕机(jī)完成土地耕整;无(wú)人(rén)驾驶(shǐ)水稻旱直播(bō)机(jī)进行水稻播种;之后,采用无人(rén)驾驶(shǐ)高地隙喷雾机和无人直升机完成了(le)施肥和施(shī)药等作业(yè);最(zuì)后,由无人(rén)驾驶收(shōu)获机和运粮车协同完成收获(huò)作业(yè)。
真正(zhèng)实现了耕整(zhěng)、种(zhǒng)植、田间管(guǎn)理和收(shōu)获(huò)全程无人机械化(huà)作业。无人农(nóng)场的实现,靠三大技术——生(shēng)物技术(shù)、智能农机(jī)和信息技术(shù)。
在(zài)智能农机及信(xìn)息技术方面,主要依托北斗导航定(dìng)位系统和5G通信系统。北斗导航定(dìng)位系统(tǒng)主要提供精准定位,5G通信系统实时处理大量信息且(qiě)信息传输速度快。目前(qián),无人农机直线行走精度可达(dá)到2.5cm。
虽然(rán)目前全程(chéng)无人机械化作业还在试(shì)验(yàn)阶(jiē)段,并(bìng)未(wèi)全面推(tuī)广。但未(wèi)来对人工(gōng)智能技术应(yīng)用的(de)探索,必将会加快中国农业的(de)行业结构优化(huà)和市场整(zhěng)合。
衡东县高(gāo)湖镇新(xīn)旺村油菜种植(zhí)产(chǎn)业扶贫基地,有多架无人机在进行飞防作业(yè),帮(bāng)助(zhù)贫困户进行病虫害防治。
来源 | 人民(mín)网(wǎng)
而近年来,一些大型(xíng)互联网(wǎng)企业的加入,让智慧农业(yè)产(chǎn)品能够形成精准的(de)产(chǎn)销对(duì)接(jiē),农产品按照需求和标准(zhǔn)生产后,很(hěn)快就(jiù)能(néng)进(jìn)入互联网公(gōng)司的冷链物流,后续(xù)可以直接进(jìn)入它们的电子商(shāng)务平台进行销(xiāo)售。
互联网公司的智(zhì)能(néng)养猪宣传标语 来源 | 搜狐(hú)网
《中国数字乡村发展(zhǎn)报告(gào)(2019)》预测,2020年我(wǒ)国智慧(huì)农业潜(qián)在市场规模将达2000亿元。
从“人扛牛(niú)拉”到“农机自耕(gēng)”,从“指望(wàng)经验”到“依靠数据(jù)”,从“看天(tiān)吃饭”到“科技助力”,智慧农(nóng)业为农业生产(chǎn)方式带来了翻天覆地的变化和更多(duō)可(kě)能性。
相(xiàng)信将(jiāng)来,农(nóng)民们再也不(bú)用面朝黄(huáng)土背朝天(tiān)辛苦劳作,也不用担(dān)心农(nóng)作物滞(zhì)销血本无归,而是在家就可以利用智慧农业每(měi)年都可以大丰收。