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互联网巨头抢滩智慧农业 AI农业时代已经开启

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2018年,中国粮食产量超6.5亿吨,蝉联世界第一。同年,美国粮食产量超过5亿吨,位居世界第二。从数据上看,我国人民手中的“饭碗”端得很稳。

但是事实真的如此乐观吗?

截至2018年年末,中国直接从事农业的人口在2到3亿之间,人均负责的耕地面积不到10亩。而美国从事农业的人口不足600万,却管理着超过20亿亩的耕地,平均每个人管理超过300亩的耕地!

美国农业为何如此发达?

在2001年的电影《珍珠港》中,导演迈克尔·贝为观众展现了20世纪30年代美国的田园风貌——在那个年代,美国农民是开着飞机播撒农药的。

机械化,是美国农业生产率如此之高的根本原因。美国是最先使用拖拉机、联合收割机、播种机的国家之一。

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在上世纪四十年代,美国就已经实现了粮食生产的全机械化。除美国外,荷兰、德国和法国都在全球农业出口中名列前茅。这些欧洲国家的耕地面积并不大,却依靠极高的农业效率成为了农业大国。

工业化并不会影响农业的发展,反而会给农业提供巨大的助力。科技进步,是农业增长的最强动力。相比之下,中国农业整体发展水平较低,在生产效率等方面还远不如发达国家。

虽然我国农业整体发展水平不足,但并不意味着我国不能“后发先至”,在农业领域探索最前沿的技术。近年来,人工智能已在我国农业各个层面上发挥了重要作用:在土壤探测方面,通过人工智能分析卫星图片,可以确定土壤肥力,并结合市场环境等多维因素,精准判断本年本地区最适宜栽种的农作物;在病虫害防护上,利用图像识别技术可以帮助农户识别虫害并通过APP快速获取专家建议;在产量预测上,利用深度学习和大数据可实现精准预测农作物产量(准确率甚至可高达99%);在播种、耕作、采摘等环节上,人工智能同机器人相结合,可以极大提升生产效率,同时降低农药和化肥消耗……

中国农业科学院农业信息研究所所长孙坦表示,未来,智慧农业联合实验室将着力探索以下两个方面:

一、结合现有积累及国情,在可控环境下,开发通用人工智能种植解决方案,推动产业升级与中国智慧方案自主研发;

二、以算法为基础,整合双方在技术和农业知识上的优势,联动IoT、机器人、计算机视觉等能力,寻找前沿科技与现代农业的结合点,协同开展原始创新。

 

互联网巨头抢滩智能农业

1、腾讯

2018年,腾讯在一场由荷兰瓦赫宁根大学举办的国际人工智能温室种植大赛上,凭借着人工智能种植的黄瓜,技压群雄赢得了大奖,该黄瓜和普通种植的黄瓜并没有什么区别,也是可以吃的,不同的是它们的浇水、通风、光照等都是依靠人工智能完成的。就这样,腾讯率先开启了国内AI种植新时代。

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2019年7月2日,腾讯宣布与WUR合办第二届“国际智慧温室种植大赛”,挑战在六个月内利用AI和IoT物联网等技术远程控制温室种植番茄。还是要种出那种品质好、产量高、能耗少、自动化、技术可迁移的番茄。伴随着腾讯的大动作,我们沿用了万年的传统种菜模式正在被颠覆!

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AI种植是先由腾讯的AI专家,根据植物的生长发育规律和温室环境等相关学科知识,建立起一个模拟农作物生长环境和其生长的仿真器。AI系统通过摄像头和传感器进行检测黄瓜苗的生长情况,黄瓜苗什么时候需要浇水、需要什么样的空气湿度,AI都会根据具体情况进行调整。

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在产量方面,AI种植的成果更是出乎意料。还是以上次种植黄瓜为例,在4个月的时间里,腾讯AI在61平方米的温室内种出了6992斤黄瓜,平均每平方米114斤。与之形成鲜明对比的是,普通种植方式种出来的杭盖每平方米的产量一般是在22斤左右,AI种植产量比传统种植整整高出了5倍!

目前,腾讯集团已相继与中国农科院农业信息研究所、中粮集团、广东粤旺农业集团、深圳壹家仓、仲恺农业工程学院等签订战略合作协议,开展智慧农业深度合作。

商业模式分析:腾讯布局农业的商业模式就是卖技术系统,通过人工智能技术系统帮助农民提升生产效率和降低成本。

2、阿里

2018年6月7日,阿里正式发布“ET农业大脑”,通过人工智能指导农民播种、施肥和耕作,进行智慧选址,针对不同品种的果树选择最适宜的水土环境。目前,阿里云“ET农业大脑”已应用于生猪养殖、苹果及甜瓜种植,已具备数字档案生成、全生命周期管理、智能农事分析、全链路溯源等功能。

不久前,在淘宝吃货节期间,利用阿里云AI技术种植的农产品首次登录吃货频道。阿里巴巴相关负责人介绍,目前农业大脑已经被广泛应用在种菜、种瓜、水果等农产品。这些AI农产品将陆续登录淘宝吃货。

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此次登录淘宝吃货频道的阎良甜瓜结合阿里云农业大脑的人工智能技术,在技术人员的支持下,甜瓜的整个生产生长过程全部实现了数字化——无论是测土、育苗、移栽、开花、结果,农民用手机就可以精确了解到浇水、施肥、授粉、缠蔓等耕作信息。

目前,应用阿里云农业大脑技术种植的阎良甜瓜共计2600亩。农业大脑能调动智能设备进行喷洒灌溉,记录甜瓜的日照时间、施肥量等信息。瓜农不用靠经验判断、不打激素,跟着手机软件上一套科学的标准化种植手册操作,确保在每个甜瓜品质最佳的时候采摘。

除了种植业,阿里ET农业大脑还迈出了人工智能养猪第一步。阿里云给每一头猪建立档案,包括品种、体重、进食情况、运动强度等等,通过这些数据,对猪的行为特征、料肉比进行分析,大大提高了养猪效率。

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商业模式分析:

(1)大数据:阿里的大数据绝大部分来自阿里巴巴和淘宝网站、支付宝、蚂蚁金融以及全国各地的线下人员。其掌握详实的大数据体系才有机会帮助阿里AI分析做出正确的判断。

(2)销售场景:帮助农民或者农业企业种得好是其一,还要卖得好。阿里凭借AI技术与农业企业合作的产品90%以上都在农村淘宝和盒马鲜生等渠道线上和线上进行销售。

(3)品牌赋能:阿里的品牌影响力帮助农产品做溢价,再配上AI技术提升农产品品质,所以,阿里合作的农产品价格都高于普通的农产品。

基于以上3点,阿里用AI技术布局农业的商业模式就在于技术输出、解决方案、销售分成等3大方面。

3、百度

百度在农业的布局也早已展开,2018年9月,李彦宏召开ABC SUMMIT百度云智峰会。百度云携手国内龙头农企中化农业,展示出一个智能化农业生产管理平台,从连接、理解、唤醒三个层面推动智慧农业体系建立。

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近日,百度大脑联合京东方实现了针对某类水培蔬菜的智能种植。比如,在京东方植物工厂育苗室,可以对蔬菜的长势进行分析,比如蔬菜的枯萎识别、重量估计、虫害识别等,都可运用百度的多模数据,对蔬菜进行逐棵识别。

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而水培方案通过精调,还可实现对环境的控制,比如对温湿度、光照、水肥浓度等进行控制。

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在面对难以根治的虫害问题时,双方打造的虫害预警引擎,通过虫害样本的数据采样和识别训练,建立预警模型,可以第一时间降低虫害造成的损失。

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就重量估计而言,百度大脑结合京东方植物工厂的智能排产、供应分析引擎等功能,通过对植物生长期的拍照,由机器进行数据收集和样本学习,来判断出准确的克重及数量。

支撑这些功能实现的,是百度大脑强大的深度学习、图像识别等技术。由于机器自动识别的标准化与准确率优于人工,这也提升了蔬菜的品质和产量。

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据了解,植物工厂引入AI技术后,初步估计产量提升了10%-15%;同时像种子、基质、营养液这类的生产资料的使用,也降低了10%-15%的用量。由于对专业人才依赖的降低也解放了农业专家,其工作效率提高了3倍,预计一个专家从原来只能照看20亩地到目前能看60亩,甚至更多。

商业模式分析:对于布局农业,百度发挥了技术和大数据的优势,通过这2大优势形成解决方案帮助农业企业的互联网改造,从而获得服务费用。

4、京东

其实,早在腾讯之前,京东就已经建立了一个人工智能植物工厂了!京东植物工厂采用的是水耕培方式,一举颠覆了了几千年的传统土耕方式。通过类似集装箱的装置培育秧苗,然后将秧苗移植到塑料大棚内,通过人造太阳光和营养液进行水耕栽培。

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全程采用人工智能技术,控制温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素,常年把环境保持在最适合蔬菜生长的状态。

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京东植物工厂的每棵菜都保持在绝对无菌的环境下生长;就连京东工厂的工作人员每次进出工厂,都要全身消毒。

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在这种环境生长的蔬菜不仅没有任何病虫侵害,就连农药和各种肥料都不需要。长大后的蔬菜,干净到不用清洗就能直接吃。

同样,在这种环境下所培育出来的蔬菜产量也相当惊人!不到一公顷(相当于一个足球场大小)的京东植物工厂,每年蔬菜产量可以达到300吨,是传统菜农产量的几十倍以上。并且蔬菜质量极高。

除了种菜,刘强东还成立京东农牧,推出人工智能养猪方案,第一个给猪刷脸,使用喂猪机器人、巡检机器人,极大地解放了猪农。

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商业模式分析:京东的定位不仅仅是电商公司,还是数据科技公司。京东布局农业AI领域主要是基于数据、金融、技术、销售等方面优势。京东的借助AI技术布局农业的商业模式同样是技术解决方案、金融、销售分成。

 

AI农业时代已经开启

人工智能技术的发展已经深入到我们农业生产的整个过程。以后,面朝黄土背朝天不再是农民的写照;看天吃饭不再是农民的痛点;供销脱节的弊病再也无法把农民推向火坑。因为,一个全新的AI农业时代已经开启。

1、产前:育种选种、市场分析

以前,我们种地都是习惯和经验使然,丰收歉收全凭天意。从这一刻开始,人工智能利用物联网获取的数据,不仅能监测水源,还能分析土壤成分,选择最适合种植的作物品种。

通过对农作物市场周期需求的大数据分析和预测,人工智能还能算出市场缺什么,就指导农民种什么,供销脱节、农产品卖不出去的痛苦将永远成为历史。

另外,大数据分析和机器学习技术,还可以帮助农民筛选和改良农作物基因,口味好、产量高、抗虫性佳的品种将得到最大发挥。

2、产中:病虫害管理、自动采收

在产中阶段,人工智能技术还能监测环境数据和农作物生长情况,通过建立病虫草害特征分类数据库,可实现智能预防和管理病虫草害。这意味着农药的使用,将降到最低程度。

采摘

在收获环节,人工智能与机械臂或机器人结合,就能轻松实现24 小时自动化采收。当人力解放出来,当农民也是一件很幸福的事情。

3、产后:品质检测、电商运营

收获之后,农产品怎么进行品质检测、分类和包装?别担心,计算机大脑和机器臂可以统统承包这些繁琐的流程。

在AI技术的“加持”下,农业专家们的工作场景从田间地头变成了办公室,依靠着电脑就能控制庞大的农业基地;让原本“靠天吃饭”的农业变得标准化、数字化;让土地资源稀缺的地区也有了发展农业的可能;全国人民还可以从此吃上安全放心的蔬菜。

 

智慧农业行业发展趋势

1、由人工走向智能

(1)在种植、养殖生产作业环节,摆脱人力依赖,构建集环境生理监控、作物模型分析和精准调节为一体的农业生产自动化系统和平台,根据自然生态条件改进农业生产工艺,进行农产品差异化生产。

(2)在食品安全环节,构建农产品溯源系统,将农产品生产、加工等过程的各种相关信息进行记录并存储,并能通过食品识别号在网络上对农产品进行查询认证,追溯全程信息。

(3)在生产管理环节,特别是一些农垦垦区、现代农业产业园、大型农场等单位,智能设施与互联网广泛应用于农业测土配方、茬口作业计划以及农场生产资料管理等生产计划系统,提高效能。

2、突出个性化与差异性营销方式

物联网、云计算等技术的应用,打破农业市场的时空地理限制,农资采购和农产品流通等数据将会得到实时监测和传递,有效解决信息不对称问题。

近年来各地兴起农业休闲旅游、农家乐热潮,旨在通过网站、线上宣传等渠道推广、销售休闲旅游产品,并为旅客提供个性化旅游服务,成为农民增收新途径和农村经济新业态。

3、提供精确、动态、科学的全方位信息服务

面向“三农”的信息服务为农业经营者传播先进的农业科学技术知识、生产管理信息以及农业科技咨询服务,引导龙头企业、农业专业合作社和农户经营好自己的农业生产系统与营销活动,提高农业生产管理决策水平,增强市场抗风险能力,做好节本增效、提高收益。

同时,云计算、大数据等技术也推进农业管理数字化和现代化,促进农业管理高效和透明,提高农业部门的行政效能。

随着AI的不断进步,未来我国的农业将不仅仅是机械化的,而会是数字化、智能化的,那一天离我们并不遥远。

2019年8月6日 16:56
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