王紅梅

（衡水學(xué)院電信學(xué)院 河北 衡水 053000）

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，目的是了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，可以設(shè)想，未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品將會(huì)是人類智慧的“容器”。人工智能可以對(duì)人的意識(shí)、思維的過(guò)程進(jìn)行模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考，也可能超過(guò)人的智能。如果把資本和機(jī)械動(dòng)能作為大航海時(shí)代以來(lái)的全球近代化的強(qiáng)大推動(dòng)力的話，那么，人工智能和數(shù)據(jù)將會(huì)成為下一次歷史變革和科技革命的核心驅(qū)動(dòng)力。而下一次的變革，已經(jīng)越來(lái)越近了，或許它已經(jīng)到來(lái)了，在緩慢而深刻的革新著?，F(xiàn)階段人工智能的發(fā)展主要受益于龐大的數(shù)據(jù)積累以及由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法所帶來(lái)的對(duì)數(shù)據(jù)處理的極大提升，從而進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

1 人工智能在生活中的應(yīng)用

1.1 近幾年，人工智能逐漸被大家所熟知。自從AIphaGo在那場(chǎng)令人震驚的比賽上輕松的連勝世界著名棋手李世石時(shí)，人工智能就大步走進(jìn)了大眾的視野。人們驚嘆著機(jī)器在圍棋這種對(duì)智力與策略有所要求的游戲上超越了人類，人工智能也褪去了熒幕上的科幻感與神秘感，逐漸被拉入到現(xiàn)實(shí)生活中。而后，人工智能的非凡能力逐漸嶄露頭角，在各行業(yè)中生根發(fā)芽，我們的生活在科技的進(jìn)步中變得越來(lái)越便利。

1.2 人工智能目前已經(jīng)滲入到我們的日常生活中，每個(gè)人都在接觸著人工智能，享受著大數(shù)據(jù)帶來(lái)的便捷。例如，我們的手機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)有了指紋解鎖功能，其中，手機(jī)良好的按壓式解鎖，就是使用了人工智能的算法，將按壓的指紋多次采集，然后通過(guò)提取特征圖，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法進(jìn)行二值化，最后將特征值輸出，并與保存在手機(jī)中的用戶指紋的特征值作對(duì)比，最后判斷是否解鎖手機(jī)。整個(gè)過(guò)程只要1秒鐘，但是對(duì)手機(jī)的安全起到了至關(guān)重要的保護(hù)作用，這里面最大的功臣就是人工智能技術(shù)了，它化繁為簡(jiǎn)，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將判定算法簡(jiǎn)化并優(yōu)化。

1.3 車站、賓館等地的人臉識(shí)別驗(yàn)證身份的機(jī)器，也是應(yīng)用了最先進(jìn)的人工智能技術(shù)。人臉系統(tǒng)主要包括四個(gè)組成部分，分別為：人臉圖像采集及檢測(cè)、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識(shí)別。其中因?yàn)椴煌瑐€(gè)體之間的區(qū)別不大，所有的人臉結(jié)構(gòu)都相似，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似，導(dǎo)致人臉識(shí)別的難度非常大，又因?yàn)槿四樀耐庑魏懿环€(wěn)定，人可以通過(guò)臉部的變化產(chǎn)生很多表情，而在不同的觀察角度，人臉的視覺(jué)圖像也相差很大，所以對(duì)人臉提取特征值是一項(xiàng)很難的事情。而通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以十分精準(zhǔn)且迅速的提取出人臉特征點(diǎn)，從而又快又準(zhǔn)的進(jìn)行人臉識(shí)別。人臉識(shí)別目前在支付、驗(yàn)票以及抓捕犯人等地方應(yīng)用十分廣泛且有效。

1.4 人工智能不只是在上述場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛，在其他隱藏的場(chǎng)景中也有很多的應(yīng)用。比如我們的手機(jī)拍照現(xiàn)在都有自動(dòng)美顏的功能，這就是應(yīng)用了人工智能的圖像處理手段，將圖像中的噪點(diǎn)識(shí)別出來(lái)并有效去除；我們用的知乎、頭條等應(yīng)用也是采用了人工智能的推薦算法，自適應(yīng)的給每個(gè)用戶推薦適合其喜好的內(nèi)容；甚至我們打的很多客服電話、在淘寶上咨詢的很多客服助手，都是采用的人工智能創(chuàng)造的虛擬智能對(duì)話機(jī)器人。可以說(shuō)人工智能現(xiàn)在已經(jīng)和各個(gè)行業(yè)廣泛結(jié)合了。

2 農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 目前我國(guó)農(nóng)業(yè)具有收入低、投入高、受環(huán)境與氣候影響大等特點(diǎn)，因此不受年輕從業(yè)者的喜愛(ài)，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力流失嚴(yán)重。且由于農(nóng)業(yè)收益低、勞動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備陳舊，影響了我們的生活根基，因此發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)急需創(chuàng)新。

2.2 農(nóng)業(yè)現(xiàn)在急需解決的是方法的問(wèn)題。目前農(nóng)業(yè)利益微薄，越來(lái)越多年輕人外出打工，老舊傳統(tǒng)的農(nóng)作方法不僅效率低，且所需人力多，已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的社會(huì)了。所以需要引進(jìn)新的技術(shù)來(lái)支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展。其中，人工智能就是一個(gè)很好的革新方案，人工智能與農(nóng)業(yè)的結(jié)合勢(shì)必會(huì)給農(nóng)業(yè)帶來(lái)一股強(qiáng)勢(shì)崛起的力量，甚至?xí)o農(nóng)業(yè)帶來(lái)翻天覆地的變化。

3 人工智能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的理論探討

3.1 人工智能，狹義的理解就是讓機(jī)器具有人的智能，去做人能做的事情。但是人工智能還有另一種含義，它是一種解決問(wèn)題的新穎方法。通常來(lái)說(shuō)，我們并不是真正的去讓機(jī)器模仿人、做和人相同的事情，而是通過(guò)人工智能這種方法探尋同一件事情，通過(guò)使用機(jī)器與算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的可能性。甚至在某些人類不擅長(zhǎng)的地方，機(jī)器的表現(xiàn)明顯高于人(大數(shù)計(jì)算)。人工智能是一門很寬泛的科學(xué)，所以它也可以解決多種領(lǐng)域的問(wèn)題。

3.2 在人工智能中數(shù)據(jù)很重要。通過(guò)不斷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理與歸一，來(lái)得到相應(yīng)的函數(shù)模型或事物發(fā)展規(guī)律。而農(nóng)業(yè)中最不缺的恰好就是數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)是人類所從事的最古老的行業(yè)，也是經(jīng)驗(yàn)最豐富的行業(yè)，從口述到筆錄，以及節(jié)氣的制定、黃歷的制定等，無(wú)不是對(duì)農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)收集。有過(guò)農(nóng)業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人都知道，影響農(nóng)業(yè)的因素有自然環(huán)境、降雨、土地面積、施肥等，單靠人憑借經(jīng)驗(yàn)分析非常的難，而這時(shí)就該機(jī)器與人工智能大顯身手了。

3.3 以以色列為例，這個(gè)國(guó)家地處中東，常年戰(zhàn)亂，絕大部分土地為沙漠，可耕種面積稀少，而且土壤非常貧瘠，更嚴(yán)重的是水資源異常匱乏，降雨稀少。然而，就是在這樣一個(gè)生存條件惡劣的地方，以色列許多農(nóng)產(chǎn)品竟領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平，有“歐洲的廚房”之稱。他們是怎么做到的呢？以節(jié)水為例分析：作為嚴(yán)重缺水的國(guó)家，以色列人發(fā)明滴灌技術(shù)——通過(guò)裝有滴頭的管線將水和肥料直達(dá)植物的根部。所有的灌溉都采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確計(jì)算與自動(dòng)化控制，并通過(guò)灌溉系統(tǒng)的傳感器檢測(cè)地下濕度與植物根莖變化，再通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)決定灌溉量。并且由可以通過(guò)大量的傳感器采集數(shù)據(jù)，這種系統(tǒng)可以自行改變灌溉量。以色列這一套完整的灌溉系統(tǒng)正是將人工智能與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，來(lái)讓機(jī)器智能完成人無(wú)法完成的壯舉。

4 農(nóng)業(yè)上應(yīng)用人工智能的具體方法

4.1 前面介紹了農(nóng)業(yè)應(yīng)用人工智能的許多方面，我們就結(jié)合起來(lái)，探尋最優(yōu)解法。首先通過(guò)以色列的灌溉系統(tǒng)，可以想到，不僅是滴灌，大范圍的噴灌也可以使用人工智能。我們大都見(jiàn)過(guò)掃地機(jī)器人，其實(shí)也可以設(shè)想一種農(nóng)業(yè)園噴灌機(jī)器人。此機(jī)器人工作時(shí)會(huì)先將園區(qū)掃描一遍，通過(guò)圖像與傳感器來(lái)計(jì)算園區(qū)有多少農(nóng)作物需要澆灌，同時(shí)可以用機(jī)器底部的傳感器測(cè)試各處土壤濕度，通過(guò)紅外傳感器測(cè)試植物的高度，以決定對(duì)每處農(nóng)作物的噴水量。在澆水時(shí)，它可以根據(jù)自己的方位來(lái)調(diào)整好噴水的角度、流量與時(shí)間，并根據(jù)計(jì)算機(jī)對(duì)先前圖像的分析來(lái)規(guī)劃好路徑完成整個(gè)園區(qū)的澆灌，而不會(huì)漏掉任何一處。并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜尋天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)近期的天氣來(lái)適當(dāng)增減澆灌量。通過(guò)這樣一個(gè)人工智能機(jī)器人，不僅可以節(jié)省水資源與人力，更可以達(dá)到精準(zhǔn)澆灌的目的，保證農(nóng)作物的產(chǎn)量。

4.2 圖像識(shí)別也可以有效幫助農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)中有一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)是無(wú)法準(zhǔn)確判別農(nóng)作物出現(xiàn)的病變是由什么引起的。如果可以通過(guò)人工智能的圖像識(shí)別技術(shù)，讓農(nóng)民將生病的農(nóng)作物拍照上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中，再由機(jī)器通過(guò)圖像識(shí)別將病變植物的特征值提取出來(lái)，與自身龐大的植物病變圖庫(kù)匹配，可以更快且更精準(zhǔn)的判斷農(nóng)作物發(fā)生病變的原因，從而可以避免農(nóng)作物出現(xiàn)病害時(shí)，農(nóng)民采取錯(cuò)誤的手段導(dǎo)致浪費(fèi)金錢與時(shí)間，甚至出現(xiàn)收成受損。人工智能技術(shù)將幫助農(nóng)民迅速并精準(zhǔn)地找出問(wèn)題的根源。

4.3 人工智能除了能在陸地上進(jìn)行協(xié)助外，在天上同樣可以更好的幫助農(nóng)業(yè)。眾所周知，我們的地球周圍圍繞著眾多的近地人造衛(wèi)星，它們時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)控著地球的氣候以及利用可見(jiàn)光譜之外的電磁波給人們提供地球表面的勘探數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)于農(nóng)業(yè)資源的分配至關(guān)重要。由于受全球范圍氣候變化的影響，過(guò)去很多的農(nóng)耕經(jīng)驗(yàn)早已不能適用于如今的氣候。而通過(guò)多顆衛(wèi)星收集大氣與地表的信息，再通過(guò)機(jī)器來(lái)對(duì)這些數(shù)目眾多的變量進(jìn)行分析處理，并對(duì)原有的氣候與地表環(huán)境進(jìn)行對(duì)比，最終智能的判斷不同地區(qū)應(yīng)該種植何種農(nóng)作物，以更加智能的方法來(lái)完成對(duì)農(nóng)業(yè)的引導(dǎo)。