养猪场里,通(tōng)过“猪脸识别”系统(tǒng)扫描(miáo)一(yī)下(xià)猪的(de)脸,就可以在屏幕上看到猪的(de)编号、品种、健康情况、进食量等信息;
温棚中(zhōng),传感器收集土壤(rǎng)湿度(dù)、水(shuǐ)分、含盐(yán)量(liàng)等数据,通过人(rén)工智能模型(xíng)和算法(fǎ),告知农(nóng)户土(tǔ)壤相关(guān)情况;
果园的每个(gè)甜瓜都有一(yī)个二维码身份(fèn)证,对甜瓜整(zhěng)个(gè)生命周期进行(háng)监控;
无(wú)人驾驶收获机在稻田里(lǐ)收割(gē)稻子……
这些听(tīng)起来很高科技,其实离我(wǒ)们的生活很近(jìn),或许你买的蔬(shū)菜水果就是这些(xiē)高科(kē)技农(nóng)业的产(chǎn)物。
科技在农(nóng)业中的应用,将让传(chuán)统农业得以从“靠天吃饭”向“靠技(jì)术吃饭”转变,“智慧农(nóng)业”让农民们的生产更高效率、高利润,让(ràng)我们吃得(dé)更安心。
很(hěn)多(duō)人(rén)可能对“智(zhì)慧农业(yè)”不是很(hěn)熟悉(xī),今天,我们(men)就一起(qǐ)来了解下什么是(shì)“智慧农业”,其中(zhōng)又运用(yòng)了(le)哪些高科技(jì)?
什么叫“智慧农业”?
学界普遍认为(wéi)农业(yè)有四(sì)个阶(jiē)段。
农业1.0是传统农业时代(dài),主要依靠人力和畜力;农业2.0是(shì)机械化农业(yè)时代(dài);农业3.0以应用单(dān)一信息技术和(hé)局部(bù)生(shēng)产自动化为特征。农(nóng)业发展(zhǎn)的(de)最高阶段是农(nóng)业4.0,充分整合资(zī)源,实现农业的智能化、无人化(huà),农业生(shēng)产(chǎn)过程可控且高效,不(bú)受自然环(huán)境约束。
“智慧农业”的概念(niàn)提出(chū)于2014年。
“智慧农业(yè)”是智能农业专(zhuān)家系统的(de)简(jiǎn)称,一般是指利用(yòng)物联网(wǎng)技术、“5S”技术、云(yún)计算技术和大数据(jù)等(děng)信息技术实现“三农”产业的数(shù)字化、智能(néng)化、低碳化、生态化、集约化,从(cóng)空间、组织、管理整合现有(yǒu)农田基础建(jiàn)设、通(tōng)信设(shè)备和信息化设施,使农业实(shí)现“高效、聪明、智慧、精细”和可持续生态发展。
我国智慧农业起步(bù)虽晚,但发展速度非(fēi)常快。2018-2019年,在国家相关政策的响应下,互联网大咖和企业纷纷加入,如“未来食物农(nóng)场”“智慧农业平台”“AI养猪”等的出现,使中国的智慧(huì)农业迎来了迅速发展(zhǎn)时(shí)期。
“猪脸识别(bié)”精准化管理每一只(zhī)猪
“人脸识别(bié)”相信大家已经司(sī)空见惯,“猪(zhū)脸识别”还是头(tóu)一回(huí)听(tīng)说。养猪为啥还要用摄(shè)像头识别每(měi)一(yī)头猪?如何(hé)识别(bié)看起来长(zhǎng)相差不(bú)多的(de)猪?
别着(zhe)急,我(wǒ)们先(xiān)到智能(néng)化养(yǎng)殖场看看(kàn)这些猪宝(bǎo)宝们的日(rì)常吧!
当一头猪要“入住”猪舍时(shí),养殖(zhí)人员通(tōng)过“猪脸识别”系(xì)统扫(sǎo)描一(yī)下猪脸,就可以给猪建立标签,生成识(shí)别码(mǎ),关联猪的编号、猪(zhū)的亲本、品种、生(shēng)长环境、健(jiàn)康情况(kuàng)、采食计划等信(xìn)息。
和(hé)“人脸(liǎn)识(shí)别”技术一样,“猪(zhū)脸(liǎn)识别”技术其实也是生物识别技术的一种,基于构建AI算法来自动(dòng)识别图片或视频素材(cái)中的动(dòng)物特征,例如动物的面部特(tè)征(两(liǎng)眼间的距离(lí)、嘴巴(bā)的位置、头骨的宽度(dù))、外形特征(花纹、各部(bù)位(wèi)之间(jiān)的比例)从而实现对动物(wù)身(shēn)份的(de)识(shí)别。
所以,哪怕是(shì)有成千上万头猪,系统也能轻松识别(bié)其中的每一头。再(zài)搭(dā)配(pèi)饲喂机(jī)器人、巡检机器人、环境监(jiān)测及自动控(kòng)制(zhì)系统,便(biàn)组成了智能化养(yǎng)殖场。
传统养(yǎng)殖(zhí)中,当饲养员(yuán)把同一(yī)栏(lán)猪的饲料倒在同一(yī)个槽里时,10至(zhì)15头猪一哄而上凭(píng)力气“抢食儿吃(chī)”,最终导致同(tóng)一栏猪出栏时生长(zhǎng)不(bú)均衡,最小的只有70公(gōng)斤(jīn),最大的达到130公斤。
与传统养猪饲喂模式(shì)不同,智能化养殖(zhí)场则(zé)要“公平”的(de)多。
每个猪栏的中心处安放着被分隔成6个“伸缩式(shì)半限(xiàn)喂栏体”的饲料槽(cáo),每个(gè)食(shí)槽(cáo)位仅能(néng)容纳一头猪进出(chū)。
每(měi)个栏体上方的(de)AI镜(jìng)头(tóu)对每头猪进(jìn)行猪(zhū)脸(liǎn)识别并关(guān)联查(chá)询出相关信息后,中枢设备(bèi)会向饲料槽上方的饲喂机器人发送指令,使其可以自动投放这头猪(zhū)应进食的量,甚(shèn)至能(néng)精准到克。计划指导量内,还能(néng)支持互动分(fèn)餐,真(zhēn)正做(zuò)到让猪想(xiǎng)吃就吃。
“猪脸识别”后进行(háng)精准饲喂 来源(yuán) | 央视财经频(pín)道
这样精准饲喂,同一(yī)栏猪出栏时的体重差(chà)异可缩小到5%以内,还可以(yǐ)节省饲料成本。
横穿猪舍上方的轨道上安装着一个长方体的24小时不间断巡检机器人。巡检机器人上配(pèi)备了3D双目摄像头、广(guǎng)角深度摄像头、远程测温仪、声音收集(jí)器、6项指标环控(kòng)测试仪等多个设备。
这样,高配加持的巡检机(jī)器人就具有(yǒu)了视(shì)觉点数(shù)和估重等(děng)功(gōng)能。巡检机器人只需“扫一眼”就能准(zhǔn)确盘点猪舍内猪的数量(liàng),还能在对拍摄(shè)物体建模后,配合猪(zhū)只(zhī)的种类和特性(xìng)进行估重,整个(gè)过程(chéng)仅需几(jǐ)秒,误差在3%以内(nèi)。
相(xiàng)比较传统的肉(ròu)眼(yǎn)盘点估(gū)重(chóng)、人工(gōng)记录的工作方式,这(zhè)种方式显然(rán)更高(gāo)效、准确,还节省人力和时间(jiān)。
估(gū)猪(zhū)重量(liàng) 来源 | 南方(fāng)都市报
传统的养猪多采用粗放式的养殖方式,猪群健康(kāng)监测技术(shù)受(shòu)限,耗(hào)费(fèi)大量(liàng)的人力、物(wù)力,猪幼崽死亡率居高不下(xià),产量难(nán)以提升(shēng),成本高、盈(yíng)利难。
而智能(néng)化(huà)养猪(zhū)的监(jiān)控系统可(kě)以24小时不间断地对生物(wù)资(zī)产的(de)健康体征进行在线实时监(jiān)测(cè)。
计算猪的运(yùn)动量 来(lái)源 | 南方(fāng)都市(shì)报
系统捕捉(zhuō)到猪的运动量、采食量、体(tǐ)温和粪便等数据异常的同时,调取数据库里(lǐ)这(zhè)头猪的(de)过往体温、进(jìn)食(shí)记录、运动量等进(jìn)行比(bǐ)对(duì)分析(xī)。
而搭载在(zài)巡(xún)检机(jī)器人上(shàng)的声纹识别(bié)技术(shù)可以分析猪的叫声、咳嗽声,从而在早期就能判断这头猪可(kě)能患病的风(fēng)险。工作(zuò)人员就能第(dì)一(yī)时间发(fā)现病(bìng)原,提前免(miǎn)疫,从源(yuán)头上(shàng)有效控制并迅速(sù)扑灭瘟疫。
据测算(suàn),采(cǎi)用“猪脸识别”后,养殖(zhí)场(chǎng)的人(rén)工成本减少(shǎo)30%-50%左(zuǒ)右,降低饲料使用量(liàng)8%-10%,并(bìng)且平均缩短出栏时间5-8天。(数据来源:中城发展研究(jiū)院)
智慧化果(guǒ)园让每个果(guǒ)子都有“身份证”
细心的朋友们会(huì)发现,有些销售的(de)水果上会贴着二维码,扫一扫上面的二(èr)维码就可(kě)以查(chá)到水果产自(zì)哪里(lǐ),生长的环境怎样等信息。
在(zài)智慧化果园(yuán)里,每棵树都有自己的(de)档案。这(zhè)棵树栽种的年份,浇了多少水,用了多少肥,打了多少药都清楚,这个二维码(mǎ)也就是水果的“身份证”,让品质溯源也更容易。
消(xiāo)费者通过扫描二维码,就可全(quán)方(fāng)位追溯苹果的来龙去脉(mò) 来源丨新浪陕(shǎn)西
那么,如何能做(zuò)到(dào)“记住”每一棵果树的(de)信息?这就得益(yì)于AI技术(shù)。
AI即人工智能,是近几年(nián)来(lái)我们常听到的名词,但是目前还(hái)没(méi)有统一的定义。
2019版(bǎn)的《人工智能安(ān)全标准(zhǔn)化白皮书(shū)》明(míng)确(què)提出(chū),人工智(zhì)能(néng)系统是利用一种数字计(jì)算机或者其他由计(jì)算(suàn)机控(kòng)制的机(jī)器来模拟、延伸和扩展人的智(zhì)能(néng),感(gǎn)知周围环(huán)境、获取相关知识并且使(shǐ)用,以获得最佳结果的理论(lùn)、方法、技术及应(yīng)用的系(xì)统。
简单(dān)来说,人工(gōng)智能的目的是使智能(néng)机器像人(rén)一般(bān),具备会听、会看、会说、会(huì)行动、会学习、会思(sī)考等(děng)能力。
如(rú)我们在(zài)上(shàng)文中(zhōng)讲到的“猪脸识(shí)别”就是利用了(le)AI技术,基(jī)于机器视觉和图像识别,AI还(hái)可(kě)以选(xuǎn)种、土壤检(jiǎn)测(cè)、智能耕作、病虫害防治等。
在(zài)智(zhì)慧化(huà)果(guǒ)园中(zhōng),无人(rén)机或(huò)智(zhì)能巡田机器人(rén)会不间(jiān)断地拍摄(shè)植物(wù)生长状态和各区(qū)域(yù)的杂草情况(kuàng),并(bìng)将这些图片传输(shū)到(dào)终端。系统基于图像识别技术,采用特定的算法(fǎ)和模(mó)型,进行深度挖掘,提取(qǔ)出了图片中的有(yǒu)效(xiào)信息。
智能巡(xún)田机器人果实实时识(shí)别(bié)与(yǔ)检测画面 来(lái)源 | 中国(guó)经(jīng)济网
这样不仅让能(néng)农户(hù)了解作物的生长情况,还可以通过数据对灌水、喷(pēn)药、施肥的(de)量进行精准控制。
而(ér)且,无人(rén)机或智能巡田机器人还能(néng)实现对作物病虫害等问题的识别和监控。农户(hù)上(shàng)传(chuán)照片到智能植物识别软件,就能识别作物是否存(cún)在病虫害问题,软件还会给出相应的解决方(fāng)案。
用(yòng)气象大数据分(fèn)析研判(pàn)种、管、收、售整(zhěng)体方案,比如连阴(yīn)雨高发期,可提前做好防雨排涝;霜(shuāng)冻高发(fā)期,可提(tí)前启动(dòng)防霜机等防霜措施;冰雹多发期,提前布(bù)好(hǎo)防雹(báo)网;果实膨大期,做好水分调节(jiē)……
以前农民凭经验(yàn),现在是通过数(shù)据来进行管理。农民们只需远程调控,随(suí)时可以查(chá)看(kàn)果园环境。
全程无人机械化作业的无人农(nóng)场(chǎng)
“粮仓已满(mǎn),请来接粮。”通(tōng)过5G信(xìn)号,无人驾(jià)驶收获机向它的合作伙伴——无人驾驶运粮车发出信息。
“收到(dào)。”在(zài)田边等候的运粮(liáng)车,立即(jí)开到收获车(chē)旁(páng)边。收获机伸出卸粮筒,将(jiāng)稻谷卸到运粮车中,仅几十秒就完成了一(yī)次卸粮过程。
在华南农(nóng)业大学增城教研科(kē)学基地,中国(guó)工程院院士、华南农业大学教(jiāo)授、广东(dōng)农村科技特派员罗锡文团队的水稻无人农(nóng)场,是(shì)目(mù)前全国首例“耕、种、管、收”全程无人(rén)机械化作业的水稻(dào)农(nóng)场。
无人驾驶收(shōu)获机和运粮车协同(tóng)完成收获(huò)作业 来(lái)源 | 科技日报
无人驾驶旋耕机(jī)完成(chéng)土地耕(gēng)整;无人驾驶水稻旱直播(bō)机进(jìn)行水稻播种;之(zhī)后,采用无人驾驶高地隙喷雾机和无(wú)人(rén)直升机完(wán)成了施(shī)肥和施药等作业;最后,由无人驾(jià)驶收获(huò)机和运(yùn)粮车(chē)协同完成收获作业。
真正实现(xiàn)了耕整、种(zhǒng)植、田间管理和收获(huò)全程无人机(jī)械化(huà)作业。无人农(nóng)场的实现,靠三大技(jì)术——生物(wù)技术、智能(néng)农机和信(xìn)息(xī)技术。
在智能农机及信息技(jì)术方面,主要依托(tuō)北(běi)斗导航定位系(xì)统和5G通信系统。北(běi)斗导航(háng)定位(wèi)系统主要(yào)提供精准定位,5G通信系(xì)统实时处理大量(liàng)信息且信息传输速度快。目前,无人农机直线行走精度可(kě)达到2.5cm。
虽然目前全程无人机械化作业还在试(shì)验阶(jiē)段,并未全面推广。但未来对人工智能技术应用的探索,必将会加快中国(guó)农业(yè)的行业结(jié)构优(yōu)化(huà)和市场整(zhěng)合(hé)。
衡东县(xiàn)高湖(hú)镇新旺村(cūn)油菜种植产业扶贫基(jī)地,有多架无人机在(zài)进行飞防作业,帮助贫困户进(jìn)行病虫害防治。
来源 | 人民网
而近(jìn)年来,一些大(dà)型互联网企(qǐ)业的加(jiā)入,让智慧农业产品能够形成精(jīng)准的产销对接,农产品按照需求和标准生产后,很快就能进入互联网公司的冷链物流,后续可(kě)以直接进(jìn)入(rù)它们的电(diàn)子(zǐ)商务平台进行销售。
互联网公(gōng)司的智(zhì)能(néng)养猪宣传(chuán)标语 来源 | 搜狐网
《中国(guó)数字乡村(cūn)发展报告(2019)》预测(cè),2020年我国(guó)智(zhì)慧农业潜(qián)在市场(chǎng)规模将达2000亿元(yuán)。
从(cóng)“人(rén)扛牛拉”到“农机自耕”,从(cóng)“指望经(jīng)验”到“依靠(kào)数据”,从“看天(tiān)吃饭”到“科技助力”,智慧(huì)农业为(wéi)农(nóng)业(yè)生产方式带来了(le)翻天(tiān)覆地的变化(huà)和更多(duō)可能性。
相信将来,农民们再(zài)也不用面(miàn)朝黄土背朝天辛苦劳作,也不用担心农作物滞销血本无归,而是在家(jiā)就可以利用智慧农业每年(nián)都可以大丰收。