《法人》特約撰稿 陳思進(jìn)

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字消費(fèi)、數(shù)字教育等概念蓬勃發(fā)展，當(dāng)然還有數(shù)字植物。什么是數(shù)字植物？植物如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和可視化？數(shù)字植物技術(shù)成果如何助力智慧農(nóng)業(yè)和數(shù)字鄉(xiāng)村高質(zhì)量發(fā)展？

人類社會(huì)幾千年發(fā)展歷程中，農(nóng)業(yè)一直處于核心地位，是一切生產(chǎn)發(fā)展要素的源泉。每一次工業(yè)革命的成果，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域都是非常重要的應(yīng)用場(chǎng)景，并伴隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用不斷實(shí)現(xiàn)迭代和技術(shù)革命。當(dāng)前工業(yè)4.0 大背景下，應(yīng)如何理解和做好農(nóng)業(yè)數(shù)字化升級(jí)，迎接農(nóng)業(yè)4.0 時(shí)代的到來(lái)？

智慧農(nóng)業(yè)賦予植物數(shù)字生命

農(nóng)業(yè)是經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，而數(shù)字化技術(shù)則在當(dāng)今社會(huì)得到廣泛應(yīng)用。農(nóng)業(yè)數(shù)字化指應(yīng)用數(shù)字技術(shù)、通過(guò)信息化手段提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。在數(shù)字化時(shí)代，其極大改變了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式及經(jīng)營(yíng)方式，并具有廣闊發(fā)展前景。數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：遠(yuǎn)程遙感技術(shù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)、數(shù)字農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等。這些數(shù)字化技術(shù)不僅可以降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)量。

從100年前的美洲、歐洲“機(jī)械化革命”到20世紀(jì)中葉的“農(nóng)業(yè)自動(dòng)化革命”，再到“化學(xué)生物科學(xué)化革命”，三次全球農(nóng)業(yè)技術(shù)革命都標(biāo)志著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)朝著農(nóng)業(yè)數(shù)字化方向革新。由于歷史原因，中國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化領(lǐng)域相對(duì)滯后，因此中國(guó)需要積極面對(duì)新型技術(shù)，改變傳統(tǒng)固化思維，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化革命。

當(dāng)前，中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)市場(chǎng)分為以下三個(gè)層面：

第一是市場(chǎng)生態(tài)端數(shù)字化。主要包括電商、溯源系統(tǒng)、冷鏈運(yùn)輸、植物二維碼知識(shí)庫(kù)、農(nóng)產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)字化以及將農(nóng)產(chǎn)品送到消費(fèi)者手中的平臺(tái)和農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)者市場(chǎng)偏好調(diào)查等。相當(dāng)于幫助農(nóng)戶將產(chǎn)品與消費(fèi)者通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)連接起來(lái)，將新鮮產(chǎn)品送到消費(fèi)者手中。

第二是平臺(tái)端數(shù)字化。主要針對(duì)縣域或設(shè)定區(qū)域的基本農(nóng)田管理統(tǒng)計(jì)以及水果蔬菜糧食種植的數(shù)據(jù)管理，農(nóng)資、保險(xiǎn)、貸款、自然災(zāi)害病蟲(chóng)害等數(shù)字化管理平臺(tái)，數(shù)據(jù)展示顯示、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙操作、遙感數(shù)據(jù)等。在政府層面可以鏈接“一網(wǎng)統(tǒng)管”之類的政府管理平臺(tái)。

第三是生產(chǎn)端數(shù)字化。主要涵蓋土壤溫度濕度PH 值、EC 值、各種磷鉀氮肥力，空氣大氣壓、溫度濕度、PM2.5，種植地域氣象等數(shù)據(jù)。尤其是未來(lái)晴雨溫度，以及植物本身的病蟲(chóng)害、長(zhǎng)勢(shì)、通過(guò)葉面反應(yīng)的水分飽和度，肥力缺失度等數(shù)據(jù)，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后傳輸至云端綜合植物AI 模型進(jìn)行實(shí)時(shí)云計(jì)算，然后得出精準(zhǔn)的種植決策，并讓相應(yīng)電控設(shè)備進(jìn)行智能化精準(zhǔn)作業(yè)。上述流程主要以達(dá)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的降本增效、降低能耗為目的。

海量數(shù)據(jù)“喂養(yǎng)”數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

AI 算法落地需要具備生產(chǎn)價(jià)值和強(qiáng)大算力支撐，以及海量數(shù)據(jù)“喂養(yǎng)”，而海量數(shù)據(jù)需要硬件或者實(shí)物進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，才能形成一套農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化閉環(huán)鏈路系統(tǒng)。因此，以下因素缺一不可，如缺失部分會(huì)導(dǎo)致整體功能大打折扣。

首先，要建立植物的基礎(chǔ)生長(zhǎng)模型。根據(jù)各種傳感器采集的植物數(shù)據(jù)計(jì)算出作物在發(fā)芽期、成長(zhǎng)期、打漿期、掛果期的供水量、施肥量等。

其次，要了解植物。通過(guò)各種傳感器，識(shí)別作物的磷鉀氮肥力以及葉綠素等。

再次，要解決通信問(wèn)題。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中的各種閥門、水泵、土壤、空氣以及種植的植物都應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，這是全鏈路組網(wǎng)的基本要素之一，不具備全鏈路通信，智慧農(nóng)業(yè)將無(wú)從談起。

此外，完整的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化閉環(huán)鏈路系統(tǒng)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃。例如，在澆水時(shí)考慮作物里面磷鉀氮稀釋情況；在施磷鉀氮等肥料時(shí)考慮澆水情況；打農(nóng)藥時(shí)考慮環(huán)境及天氣數(shù)據(jù)等。總而言之，通過(guò)模型中的歐幾里得AI 算法系統(tǒng)的平衡，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的智能控制。

綜上所述，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化閉環(huán)鏈路系統(tǒng)是AI 綜合計(jì)算后得到的種植決策及執(zhí)行過(guò)程。其核心問(wèn)題之一，在于種植決策必須要有IoT 設(shè)備進(jìn)行執(zhí)行，傳統(tǒng)設(shè)備或人力無(wú)法達(dá)到AI 決策精準(zhǔn)執(zhí)行的要求。其中，電控設(shè)備本身的IoT 化以及決策下達(dá)到應(yīng)用場(chǎng)景的通信系統(tǒng)都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

科技5G 智慧植物方艙資料圖片

以滴翠智能科技的AI 系統(tǒng)為例，其將農(nóng)業(yè)傳感器與智能控制結(jié)合起來(lái)，在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域形成了獨(dú)特的AI 智能動(dòng)態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)解決方案。對(duì)于AI 智能動(dòng)態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)的工作機(jī)理，滴翠智能創(chuàng)始人兼CEO 安浚表示，最重要的在于傳感器，沒(méi)有傳感器的底層數(shù)據(jù)，AI 計(jì)算無(wú)從談起。

眾所周知，第一代傳感器以彈簧變形、熱脹冷縮等基礎(chǔ)物理變化獲取傳感器標(biāo)的數(shù)據(jù)；第二代傳感器以電化學(xué)法、電解法電離法、霍爾效應(yīng)等物理化學(xué)基礎(chǔ)原理感知標(biāo)的數(shù)據(jù)；第三代傳感器則是在前兩代傳感器的基礎(chǔ)上增加AI 芯片，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算，得到更加準(zhǔn)確的傳感器數(shù)值。

由于在農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和傳感器標(biāo)的數(shù)據(jù)相互影響、相互關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致算法模型的復(fù)雜性呈指數(shù)型增長(zhǎng)。而滴翠智能基于電化學(xué)法、電解法電離法、霍爾效應(yīng)、光學(xué)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、多維度采集，將所有數(shù)據(jù)在滴翠云端進(jìn)行多重維度數(shù)學(xué)計(jì)算，通過(guò)AI 分析后得到一個(gè)非常精準(zhǔn)的傳感器模型。這是在傳感器領(lǐng)域的一個(gè)革命性創(chuàng)新，將徹底改變傳感器領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景使用價(jià)值質(zhì)的飛躍。

每棵植物被精準(zhǔn)數(shù)字化“勾勒”

實(shí)現(xiàn)閉環(huán)農(nóng)業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)，了解植物本身的狀態(tài)屬性是第一位的。其中，針對(duì)植物病蟲(chóng)害、葉綠素、氮素、水分、糖分等要素的傳感器檢測(cè)，是數(shù)字化鏈路的首要步驟。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)植物本身進(jìn)行檢測(cè)的傳感器幾乎空白，小部分葉面檢測(cè)的傳感器無(wú)法大面積商用。采取不同分子狀態(tài)，針對(duì)光波反射不同原理（這完全不同于傳統(tǒng)的RGB 識(shí)別方式）升級(jí)的第四代非接觸式光學(xué)AI 傳感器研發(fā)，屬于該領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)性突破，該產(chǎn)品的落地使用不僅解決了“了解”植物的數(shù)據(jù)獲取，還完善了AI 模型算法的閉環(huán)數(shù)據(jù)鏈路，這是實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)降本增效的關(guān)鍵能力。

賦予植物數(shù)字生命，需要構(gòu)筑一個(gè)全面而完備的植物種植模型，將科技與自然相融合，為植物的生長(zhǎng)與繁衍創(chuàng)造最理想的方案。通過(guò)深入研究植物的生理特征、生長(zhǎng)規(guī)律以及對(duì)環(huán)境的響應(yīng)，建立起一個(gè)詳盡的數(shù)學(xué)模型，準(zhǔn)確反映植物與環(huán)境的互動(dòng)關(guān)系，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為農(nóng)民提供精準(zhǔn)的種植建議，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提升產(chǎn)量和質(zhì)量，打造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新工具，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展注入了更為持久的活力。

賦予植物數(shù)字生命，需要基于海量數(shù)據(jù)搭建完善的農(nóng)業(yè)知識(shí)大圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其與人工智能融合，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供智力支持。通過(guò)匯聚來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)知識(shí)，從育種、種植、疾病防治到市場(chǎng)營(yíng)銷等，打造一個(gè)涵蓋廣泛內(nèi)容的知識(shí)寶庫(kù)。同時(shí)，以人工智能技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，將這一龐大的農(nóng)業(yè)知識(shí)圖譜轉(zhuǎn)化為智能決策的利器。利用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和模式識(shí)別，系統(tǒng)能夠自動(dòng)從海量信息中提取關(guān)鍵知識(shí)，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的指導(dǎo)。這將極大地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，將農(nóng)業(yè)智能化推向新的高度。

憑借先進(jìn)的植物AI 種植模型，可以匯聚廣域通信、局域自組網(wǎng)、邊緣計(jì)算和集成電路控制系統(tǒng)等多種先進(jìn)技術(shù)，打造更為卓越的感知控制能力，創(chuàng)造精密感知系統(tǒng)，使每一片土地、每一棵植物都能在數(shù)字世界中得到精準(zhǔn)勾勒，從而將種植與養(yǎng)殖活動(dòng)的準(zhǔn)確性和效率提升。這不僅是科技的飛躍，更是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一次突破，以智能化的感知和控制，引領(lǐng)數(shù)字化農(nóng)業(yè)的嶄新時(shí)代，掀開(kāi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新篇章。

農(nóng)業(yè)數(shù)字化已成為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)無(wú)限想象空間。然而，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用并不是一蹴而就，需要政府和企業(yè)的共同推進(jìn)。只有明確了農(nóng)業(yè)數(shù)字化的價(jià)值和意義，并積極推動(dòng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，才能讓農(nóng)業(yè)數(shù)字化在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中發(fā)揮最大效益。