魏浩冉，陸冬梅，姜姍，杜茂寶

中圖分類號：F323.3

文獻標志碼：B DOI： 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.05.109

近年來，隨著現代技術在農業(yè)領域的不斷應用，農業(yè)生產現代化程度逐步提升，但受歷史等因素的影響，我國農業(yè)仍存在很多問題，如土地資源短缺、農業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化等。隨著生活水平的不斷提高，人們對農業(yè)提出了更高的要求，農業(yè)轉型升級迫在眉睫，而農業(yè)轉型升級的關鍵在于人工智能等新木在農業(yè)領域的應用與推廣。

1人工智能在農業(yè)領域的主要應用

1.1智能感知技術

智能感知技術是人丁智能實現的基礎，各種傳感器連接在一起，為數據分析和建模提供了多元化的數據。一些在過去無法獲得的數據，現在依賴傳感囂結構、制造技術和信號處理技術三大技術可以進行測定，從而幫助農民作出更加合理的決策…。目前，傳感器的應用以溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等為主，產品質量傳感器、農藥殘留傳感器應的用較少，而新興的納米傳感器以及其他高端傳感器還在研究階段。

1.2智能農業(yè)生產裝備

先進的農業(yè)人工智能裝備是集成制造、信息和智能技術的深度融合的產物。針對不同的農業(yè)生產環(huán)節(jié)、生產環(huán)境，目前已研發(fā)出農業(yè)無人機、農業(yè)機器人、農業(yè)無人車等先進農業(yè)人工智能裝備。

1.2.1農業(yè)無人機

農業(yè)無人機與人工智能結合，可以利用GPS技術和人工遙控技術實現無人駕駛，利用先進的云計算和控制系統，合理規(guī)劃工作流程，更加方便地解決針對大規(guī)模農田的測量以及農情檢測的問題，也能更加精準地進行農藥噴灑等植保活動，降低人工成本，提高生產效率。農業(yè)無人機技術的普及對建設數字農業(yè)基礎設施、改變傳統農業(yè)種管方式、實現農產品追溯及培育農業(yè)人工智能起著關鍵性作用。在我國，極飛科技自主研發(fā)的植保無人機具有高效精準播撒、全地形精準作業(yè)、R工K厘米級定位等尖端無人機技術，真正實現了無人機技術在農業(yè)噴施和播種等環(huán)節(jié)的有效應用，從而為農業(yè)生產者降本增效。

1.2.2表業(yè)機器人

農用機器人可以在農業(yè)生產領域有廣闊的應用，包括收獲采摘、信息收集、農情巡查等方面，但我國土地的現實情況限制采摘機器人一類的大型機器人的使用，且對采摘機器人的使用也有品類限制?，F階段的采摘機器人還無法勝任茶葉一類需要精細采摘的農作物的采摘工作，所以越來越多的高科技農機企業(yè)投身于農業(yè)智能機器人的研發(fā)工作中去。

1.2.3農業(yè)無人車

農用無人車是通過雷達、GPS、超聲波等先進技術的結合來感知周圍環(huán)境，經過計算終端的控制系統，實現自動駕駛、農資運輸、農藥噴灑等，在未來農業(yè)發(fā)展過程中有廣闊的應用場景。

1.3農業(yè)物聯網技術

農業(yè)物聯網是將各智能農業(yè)裝備、人和各智能終端相連，實時感知農作物的狀態(tài)、農業(yè)作業(yè)的狀態(tài)，實行精準感知、精準管理為精準農業(yè)提供信息支撐和遠程控制能力。同時，可以利用農業(yè)物聯網為農業(yè)溯源體系提供支持，保障食品從農場到餐桌的安全和健康。將農業(yè)物聯網滲透到農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)，可以連接土地、作物和生產者，提高消費者對農產品的信任，全面提高農產品價值。

1.4智能專家系統

智能專家系統是指集成某領域專家知識及水平的數據庫構成的智能計算機程序，用于處理農業(yè)生產領域的問題。在農業(yè)生產過程中.很多問題的解決需要經驗積累和專業(yè)知識，普通農民在生產時，缺乏專業(yè)的能力和知識，需要農業(yè)領域的專家進行指導，但專家數量有限，無法滿足大量農民的需求。而專家問詢系統通過人工智能語言處理與知識數據庫的結合，模擬專家進行一對一地解決農戶問題，幫助農戶快速解決農業(yè)生產中遇到的問題。[3]。

1.5農業(yè)認知計算

人工智能的認知計算能夠模仿和學習人類的認知能力，從而實現自主學習和獨立思考，為人們提供了一個類似“智庫”的系統，甚至超i斗l了人類的認知能力。農業(yè)認知計算系統以有限的人力收集、處理和理解大規(guī)模數據，減少人力參與農業(yè)工作，提高工作效率，協助農業(yè)生產和貿易活動。該系統基于認知分析，可以為農業(yè)提供決策支持，促進智能農業(yè)的發(fā)展。目前，認知計算在農業(yè)領域還沒有形成規(guī)模，但由于其強烈的人工智能特性，應用前景十分樂觀。

2制約農業(yè)領域人工智能發(fā)展的因素

2.1在農業(yè)領域的人工智能技術水平落后

我國人工智能的水平與發(fā)達國家相比仍有一定差距，農業(yè)自動化和集約化是我國農業(yè)人工智能的短板，在集成電路、高端芯片和核心算法方面較發(fā)達國家還有很大差距。例如，在農業(yè)傳感器領域，應用在農業(yè)生產環(huán)境探測方面的傳感器已經比較豐富，但針對農作物自身信息的傳感器較少，造成農業(yè)數據的缺乏，導致技術發(fā)展緩慢。

2.2農業(yè)與人工智能復合型人才缺乏

我國目前處于農業(yè)轉型的關鍵時期，對農業(yè)領域的高端人才需求量大，但在我國高等教育體系中，農業(yè)領域人才培養(yǎng)與現實農業(yè)的發(fā)展脫節(jié)，無法適應我國農業(yè)發(fā)展需要。同時，人r智能領域的尖端人有也不能滿足農業(yè)人r智能發(fā)展需求，人工智能領域技術門檻高，短時間難以建立完善的人才培養(yǎng)體系，而且人工智能技術更迭快，人才數量遠遠不足。此外，人工智能與農業(yè)的復合型人才更是缺乏，鑒于農業(yè)的低效益性以及人r智能與農業(yè)結合的復雜性，使得農業(yè)與其他行業(yè)爭奪人工智能人才的過程中不占優(yōu)勢。

2.3 農業(yè)人工智能的基礎設施相對落后

農業(yè)人一r智能中很多技術實現的前提是土地大規(guī)模整合，但我國農業(yè)實行農村家庭承包責任制，碎片化經營是我國農業(yè)的主要特點，這極大地限制了農業(yè)人工智能的應用，導致智能化機械裝備無法使用，無法實現規(guī)模經濟。同時，類似農業(yè)物聯網等有助于農業(yè)人工智能發(fā)展的配套政策等基礎設施也比較缺乏。

3 促進人工智能應用于農業(yè)的措施

3.1 推進農業(yè)生產智能控制技術研發(fā)。

加快智能感知、識別和促進農業(yè)生產經營決策模型的研究和發(fā)展。針對農業(yè)種植和育種的應用場景的不同，基于多源數據融合過程的農業(yè)決策支持方法，建立田間作物、溫室、畜禽、水產養(yǎng)殖等領域整個產業(yè)鏈的決策管理和智能控制模型，借助5G物聯網，實現基于數據驅動下管理的“農業(yè)大腦”智能決策系統。

3.2 擴大農業(yè)與人工智能領域人才的培養(yǎng)規(guī)模

人才是農業(yè)人工智能快速發(fā)展的關鍵，各農業(yè)院校可根據我國農業(yè)現代化的發(fā)展趨勢進行教學改革。1）可與類似極飛科技、優(yōu)必選等人工智能領域企業(yè)實行校企合作，開設針對農業(yè)的人工智能專業(yè)，解決農民生產過程中的實際問題，為農業(yè)人工智能的推廣和應用提供人才支持。2）應積極鼓勵各科技企業(yè)培養(yǎng)具有農業(yè)背景的復合型人才，以便農業(yè)人工智能的進一步發(fā)展。

3.3 加快農業(yè)人工智能的基礎設施建設

農業(yè)人工智能的應用離不開豐富的數據基礎和實時的網絡響應。農業(yè)基礎設施不完善會造成農業(yè)數據采集成本高，很大程度上限制了機器學習在場景中的應用廣度和深度。因此，必須注重農業(yè)物聯網和農村5G基礎設施的建設，通過智能農業(yè)傳感器等基礎設施提高供水水平，建設農業(yè)生產信息化和數字化工程，引入農業(yè)數據共享機制，為人工智能農業(yè)裝備的大規(guī)模應用提供基礎和條件。

3.4 加強人工智能裝備與整體計算架構的完善

針對農業(yè)生產需求，加快人工智能裝備的普及，逐步提高資源利用率和農業(yè)產出率，提高經濟效益。例如，農業(yè)無人機可以促進農業(yè)和其他行業(yè)之間的跨境技木整合，加快農業(yè)現代化的步伐。1）要考慮開發(fā)專用設備，降低成本，提高機器硬件方面的適應性。在軟件方面，支持二次開發(fā)和擴展，為人機協作和多機扔作提供良好的平臺。2）構建基于云架構的“農業(yè)大腦”智能決策系統，在云平臺提供存儲和存儲計算服務、邊緣計算、物聯網終端進行實時動態(tài)管理、云邊緣農業(yè)機器人的協同決策支持。3）要想農業(yè)領域的人工智能機器人承擔更多的工作，成為農業(yè)生產過程中的重要組成部分，需要同時推動動態(tài)人工智能、物聯網、大數據、虛擬感知系統、多傳感器融合及人機融合等新技術的發(fā)展和應用。

4 結語

人工智能與農業(yè)的結合是大勢所趨，是滿足人們對高質量農業(yè)要求的必然選擇。雖然我國在發(fā)展農業(yè)人工智能的過程中會il+l現一些問題，但隨著技術的成熟以及基礎設施的完善，人工智能將逐漸成為推動我國農業(yè)產業(yè)轉型升級的強大引擎。

參考文獻：

[1]何道清，張禾.傳感器與傳感器技術[M].北京：科學出版社，2014：187-228.

[2]極飛科技.極飛亮相世界無人機大會：創(chuàng)始人彭斌講述農業(yè)無人機的未來[EB/OL].（2019-08-13）[2020-09-15] .h工工.p： //www.zhiguker.com/index/ar工icle/cle工ail：？id=26267

[3]吳茜.基于知識圖譜的農業(yè)智能問答系統設計與實現D.廈門：廈門大學，2019。

（責任編輯：趙中正）