根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)報(bào)告，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的潛在市場(chǎng)規(guī)模有望由2015年的137億美元增長(zhǎng)至2020年的268億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14.3%，市場(chǎng)前景十分廣闊。
如今，農(nóng)民也漸漸開(kāi)始了解和接受用高新科技武裝農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高作物整體產(chǎn)出。越來(lái)越多的田間使用的植保無(wú)人機(jī)就是一個(gè)開(kāi)端，相信不久之后，當(dāng)人們習(xí)慣了數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)帶來(lái)的高效便捷，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、認(rèn)知計(jì)算和人工智能這些現(xiàn)在看來(lái)高大上的技術(shù)，會(huì)慢慢滲透到田野間。
前美國(guó)航空航天局（NASA）大數(shù)據(jù)科學(xué)家張弓2015年回國(guó)創(chuàng)立了自己的公司——佳格天地，公司的任務(wù)是通過(guò)衛(wèi)星和氣象大數(shù)據(jù)收集、處理、分析和可視化系統(tǒng)，為農(nóng)場(chǎng)提供種植面積測(cè)算、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、生長(zhǎng)周期估算、產(chǎn)量預(yù)估、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)、病蟲(chóng)害預(yù)警等服務(wù)。
他們?cè)陉兾髑ш?yáng)承包了千畝蘋(píng)果園，蘋(píng)果開(kāi)花的周期只有一周，張弓和他的團(tuán)隊(duì)正在完成一項(xiàng)看似不可能的任務(wù)，利用衛(wèi)星和航拍，數(shù)清每一棵樹(shù)上蘋(píng)果花的數(shù)量，而且要精確到每一朵，通過(guò)對(duì)蘋(píng)果花數(shù)量的評(píng)估，以及后續(xù)一系列大數(shù)據(jù)分析，對(duì)蘋(píng)果的未來(lái)產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)估。
衛(wèi)星探測(cè)蘋(píng)果花
藍(lán)河科技是位于美國(guó)硅谷一家主要研究用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的初創(chuàng)公司。是由2名斯坦福大學(xué)學(xué)生創(chuàng)立的，開(kāi)發(fā)出了的產(chǎn)品包括：精密除草劑噴霧機(jī)器人See & Spray、間苗機(jī)器人LettuceBot、植保無(wú)人機(jī)、作物長(zhǎng)勢(shì)分析軟件ARPA-E TERRA等。2017年被美國(guó)最大農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商約翰迪爾公司以3.05億美元收購(gòu)。
藍(lán)河科技發(fā)明的機(jī)器人可以通過(guò)安裝在架子上的攝像頭“看到”秧苗，在幾毫秒之內(nèi)，它就能識(shí)別出強(qiáng)壯的植物，并給弱小的植物施肥。
藍(lán)河科技總部，機(jī)器人正在學(xué)習(xí)區(qū)分雜草
藍(lán)河科技的See and Spray（看而噴）系統(tǒng)可以用來(lái)消除棉花田中的雜草，這個(gè)系統(tǒng)利用AI來(lái)分析高分辨率圖像，并檢測(cè)出雜草的存在和位置。另外，實(shí)踐表明，通過(guò)高度精確和有針對(duì)性的噴霧應(yīng)用，他們可以減少90%的除草劑用量。
See and Spray技術(shù)檢測(cè)并除去雜草
要想通過(guò)AI改變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，那么全方位全階段的滲入則是勢(shì)在必行。
產(chǎn)前：育種選種、土壤分析
在產(chǎn)前階段，可利用物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)灌溉用水、土壤成分乃至農(nóng)作物的市場(chǎng)周期需求進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)，選擇適合種植的農(nóng)作物品種，避免產(chǎn)銷(xiāo)脫節(jié)引發(fā)價(jià)格劇烈波動(dòng)，造成經(jīng)濟(jì)損失和農(nóng)產(chǎn)品浪費(fèi)。另外，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，還可以幫助篩選和改良農(nóng)作物基因，達(dá)到提升口味、增強(qiáng)抗蟲(chóng)性、增加產(chǎn)量的目的。
產(chǎn)中：病蟲(chóng)害管理、自動(dòng)采收
在產(chǎn)中階段，人工智能技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)和農(nóng)作物生長(zhǎng)情況。通過(guò)建立病蟲(chóng)草害特征分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)識(shí)別作物品種、病害程度和雜草生長(zhǎng)情況，可實(shí)現(xiàn)智能預(yù)防和管理病蟲(chóng)草害，減少經(jīng)濟(jì)損失。不僅如此，這在一定程度上還可減少除草劑和殺蟲(chóng)劑的使用，提升農(nóng)產(chǎn)品安全性，減輕環(huán)境影響。
針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“看天吃飯”的缺陷，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)處理衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，可預(yù)測(cè)天氣等環(huán)境變化對(duì)作物的影響，提前應(yīng)對(duì)。在采收環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)與機(jī)械臂或機(jī)器人結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)自動(dòng)化采收，節(jié)省人力，降低成本。此外，大數(shù)據(jù)處理和語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)可運(yùn)用于農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)中，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供專業(yè)咨詢服務(wù)和指導(dǎo)，幫助解決生產(chǎn)中各種技術(shù)問(wèn)題。
產(chǎn)后：品質(zhì)檢測(cè)、優(yōu)化物流
在產(chǎn)后階段，具有計(jì)算機(jī)視覺(jué)的機(jī)械臂可進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品售前品質(zhì)檢測(cè)、分類(lèi)和包裝等工作；用大數(shù)據(jù)分析市場(chǎng)行情，可幫助農(nóng)產(chǎn)品電商運(yùn)營(yíng)，引導(dǎo)企業(yè)制定更靈活準(zhǔn)確的銷(xiāo)售策略；通過(guò)人工智能遺傳算法和多目標(biāo)路徑優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，可對(duì)物流配送路徑進(jìn)行智能優(yōu)化，完善生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈等。
數(shù)字化農(nóng)業(yè)對(duì)企業(yè)的技術(shù)水平有了更高的要求，在海外，活躍在這一領(lǐng)域的科技巨頭主要有思科（Cisco），IBM和微軟等。
思科正在開(kāi)發(fā)用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）遠(yuǎn)程管理農(nóng)作物的技術(shù)，并且還投資了一家專注于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)據(jù)處理研究的公司Prospera Technologies，開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)專用的人工智能系統(tǒng)。
IBM的沃森公司不僅應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療，也在開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，開(kāi)始用人工智能技術(shù)為農(nóng)業(yè)構(gòu)建數(shù)字模型，主要用于預(yù)測(cè)、模擬未來(lái)農(nóng)業(yè)可能出現(xiàn)的不確定性，幫助農(nóng)民作出更準(zhǔn)確的決策。
微軟則正在用機(jī)器學(xué)習(xí)和智能助手cortana、物聯(lián)網(wǎng)打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)解決方案，在印度播種實(shí)驗(yàn)中，微軟利用人工智能技術(shù)優(yōu)化了播種過(guò)程，使農(nóng)田每公頃平均產(chǎn)量提高了30％。
近些年，中國(guó)的幾個(gè)科技巨頭BATJ也都紛紛入局智慧農(nóng)業(yè)，嘗試用科技改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。首先是阿里發(fā)起農(nóng)村電商；京東計(jì)劃做全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧農(nóng)業(yè)；百度側(cè)重和農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行合作，搭建智能平臺(tái)。騰訊在今年4月份也宣布了自己的智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)。
ABC即AI，Big Data，Cloud Computing。ABC+農(nóng)業(yè)的核心是：通過(guò)IoT和智能傳感設(shè)備更精確更實(shí)時(shí)地收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各方面的信息，這些信息再實(shí)時(shí)地上傳到云端服務(wù)器，云端服務(wù)器由大數(shù)據(jù)支撐進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，把數(shù)據(jù)變成有用的信息，有些信息再轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的指令發(fā)給農(nóng)戶或者智能終端。
"MAP智農(nóng)”是中化農(nóng)業(yè)推出的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)，在百度云ABC（AI，Big Data，Cloud Computing）的深入賦能下，正在開(kāi)拓出越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景。在內(nèi)蒙古正藍(lán)旗農(nóng)場(chǎng)的馬鈴薯種植基地，“MAP智農(nóng)”能夠在異常天氣提醒方面，基于馬鈴薯生理模型，提前推送針對(duì)性氣象災(zāi)害發(fā)生概率、持續(xù)時(shí)間等信息給種植戶，提供未來(lái)3小時(shí)短臨降雨提醒；在農(nóng)事提醒方面，基于馬鈴薯的物候期需肥水規(guī)律，設(shè)立相應(yīng)的生產(chǎn)種植農(nóng)事歷，通過(guò)自動(dòng)抓取關(guān)鍵生理指標(biāo)，結(jié)合種植模型和未來(lái)天氣，提前推送出最佳適宜施肥和灌溉建議；在病蟲(chóng)害爆發(fā)提醒方面，基于馬鈴薯生理模型進(jìn)行與氣候強(qiáng)相關(guān)的病蟲(chóng)害爆發(fā)概率、影響程度、爆發(fā)時(shí)間、病蟲(chóng)害癥狀處理等信息內(nèi)容的推送。
2018年6月7日，云棲大會(huì)·上海峰會(huì)正式發(fā)布阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦，希望將人工智能與農(nóng)業(yè)深入結(jié)合，目前已應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖、蘋(píng)果及甜瓜種植，已具備數(shù)字檔案生成、全生命周期管理、智能農(nóng)事分析、全鏈路溯源等功能。
在陜西，10000畝海升蘋(píng)果的生產(chǎn)資料已經(jīng)匯聚到ET農(nóng)業(yè)大腦，可以對(duì)每棵果樹(shù)進(jìn)行個(gè)性化管理，大大提高果園的管理效率。果農(nóng)再也不用一筆一劃記錄每棵果樹(shù)的澆水量、施肥量、施藥量，再分頭錄入EXCEL匯總到管理層。一部手機(jī)、一個(gè)管理軟件，就可以實(shí)時(shí)記錄、實(shí)時(shí)同步相關(guān)人員；未來(lái)掃一掃果樹(shù)旁的二維碼，還能看到這棵果樹(shù)的歷史澆水、施肥、施藥情況。
通過(guò)對(duì)這些歷史數(shù)據(jù)的智能分析，ET農(nóng)業(yè)大腦能建立起一整套知識(shí)庫(kù)，指導(dǎo)果農(nóng)播種、施肥和耕作，提供最優(yōu)決策；還可以進(jìn)行智慧選址，針對(duì)不同品種的果樹(shù)選擇最適宜的水土環(huán)境。
阿里與國(guó)強(qiáng)合作社合作的“用AI扶貧”，將 ET農(nóng)業(yè)大腦應(yīng)用到了國(guó)強(qiáng)甜瓜圃：每個(gè)甜瓜都有一個(gè)二維碼身份證，對(duì)甜瓜全生命周期進(jìn)行監(jiān)控，確保瓜農(nóng)按照標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)操作，不打激素，讓每一個(gè)瓜長(zhǎng)足天數(shù)，是真正的“瓜熟蒂落”。
騰訊AI Lab的AI專家根據(jù)植物學(xué)、生物學(xué)和物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行建模，建立起模擬氣候環(huán)境和作物生長(zhǎng)的仿真器。
隨后，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地搭建出一個(gè)農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)，通過(guò)創(chuàng)新的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，將iGrow農(nóng)業(yè)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)自然地嵌入仿真器中，使人類(lèi)專家能夠在種植密度、灌溉施肥、打頂剪枝等方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)AI的有效干預(yù)，提高AI學(xué)習(xí)效率，最終在資源最優(yōu)化的同時(shí)，最大程度地提升了作物產(chǎn)量。
騰訊在國(guó)際人工智能溫室種植大賽種出的黃瓜，獲“AI策略”單項(xiàng)第一名、總分第二名的優(yōu)異成績(jī)。
AI為農(nóng)業(yè)賦能，已然成為了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然發(fā)展趨勢(shì)。
