蒸汽機(jī)的廣泛使用，引發(fā)了第一次工業(yè)革命；電力的發(fā)明，改變了人們的生活方式；原子能、電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)和生物工程的發(fā)明和應(yīng)用，深刻影響了人類生活方式和思維方式。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的滲透、介入，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也正在經(jīng)歷新科技的變革和洗禮，向著以信息為生產(chǎn)要素的智慧農(nóng)業(yè)邁進(jìn)。
智慧農(nóng)業(yè)，也可稱為農(nóng)業(yè)智慧化，是經(jīng)由數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等名詞逐漸演化而來(lái)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的生產(chǎn)要素包括土地、動(dòng)植物、生產(chǎn)工具，智慧則意味著把數(shù)據(jù)、系統(tǒng)、智能裝備這些要素融入進(jìn)去。因此，智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代科技尤其是信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)深度融合形成的數(shù)字化農(nóng)業(yè)方式。它是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高級(jí)形式，也是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的高級(jí)階段，數(shù)字化、集成化、智能化是其最主要的特征。智慧農(nóng)業(yè)依托的是現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)裝備條件，在生產(chǎn)過(guò)程中尋求的是精準(zhǔn)感知、智能控制、智慧管理，追求的是更高的資源利用率、更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率、更好的農(nóng)業(yè)從業(yè)體驗(yàn)感，以及農(nóng)產(chǎn)品附加值的更高提升。按領(lǐng)域來(lái)劃分，智慧農(nóng)業(yè)囊括智慧種植、智慧養(yǎng)殖、智慧加工等多個(gè)生產(chǎn)類型。按照應(yīng)用場(chǎng)景則體現(xiàn)在智慧溫室、智慧農(nóng)場(chǎng)、智慧養(yǎng)殖場(chǎng)、智慧牧場(chǎng)等多場(chǎng)所類別。
智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系首先依賴于物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的搭建，包括智能控制設(shè)施和感知設(shè)施。以溫室場(chǎng)景為例，電動(dòng)遮陽(yáng)系統(tǒng)、電動(dòng)頂開(kāi)窗、風(fēng)機(jī)、濕簾、補(bǔ)光系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等統(tǒng)稱為溫室的智能控制設(shè)施。溫室感知系統(tǒng)則包括自動(dòng)攝像頭和傳感器等多種數(shù)字觸角。攝像頭負(fù)責(zé)拍照，不同種類的傳感器對(duì)溫室內(nèi)各種環(huán)境要素進(jìn)行檢測(cè)，配置的傳感器包括二氧化碳傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器、水質(zhì)傳感器、植物生理數(shù)據(jù)傳感器等。在大田種植中，還配置氣象站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小氣候環(huán)境中的光照、風(fēng)速、降雨量、大氣壓力、土壤水分、晝夜溫差等參數(shù)。此外，接入大田種植物聯(lián)網(wǎng)的感知設(shè)施還有無(wú)人機(jī)、搭載傳感器、數(shù)碼相機(jī)、多光譜相機(jī)、高光譜相機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)等，利用遙感技術(shù)，收集農(nóng)田作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲草害、生長(zhǎng)環(huán)境等農(nóng)情信息，以實(shí)施精準(zhǔn)施藥或精準(zhǔn)撒播。
除了物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，智能裝備技術(shù)也是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。智能裝備屬于智能控制設(shè)施單元，它融合AI、5G、邊緣計(jì)算、新型人機(jī)交互等新技術(shù)，也在推動(dòng)著農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。以農(nóng)業(yè)機(jī)器人為例，主要有除草機(jī)器人、施肥機(jī)器人、育苗機(jī)器人、授粉機(jī)器人、捕撈機(jī)器人、擠奶機(jī)器人、采摘機(jī)器人、噴藥機(jī)器人、包裝機(jī)器人等。相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，農(nóng)業(yè)機(jī)器人屬于特種機(jī)器人，具有作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)對(duì)象特殊等應(yīng)用特征，融合人工智能技術(shù)，將不斷向智能化、高效率、高安全、高靈活度方向升級(jí)。
在智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景里，農(nóng)業(yè)設(shè)施配置好了，它們是如何依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的操作呢？這些數(shù)據(jù)通常被收集傳輸至農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器，也就是我們所說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。它依托系統(tǒng)軟件，接管農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的控制權(quán)。平臺(tái)系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置一個(gè)適合作物生長(zhǎng)的科學(xué)參數(shù)，根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)，在系統(tǒng)軟件的指揮下，智慧控制設(shè)施自動(dòng)開(kāi)啟加濕、減濕、加溫、補(bǔ)光、通風(fēng)、殺蟲等。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)收集上來(lái)的數(shù)據(jù)，融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)，還可以用來(lái)構(gòu)建農(nóng)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)，包括農(nóng)作物種植參數(shù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)作物指標(biāo)體系、農(nóng)業(yè)水平評(píng)價(jià)、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等平臺(tái)。利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等技術(shù)方法，可以研究動(dòng)植物生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、識(shí)別、診斷、預(yù)測(cè)、模擬與調(diào)控的數(shù)據(jù)模型和知識(shí)模型，進(jìn)而為農(nóng)作物栽培、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、在線評(píng)估、智能化控制等提供依據(jù)。
此外，智慧農(nóng)業(yè)以新技術(shù)為基礎(chǔ)，以跨界融合為方向，不斷延伸著農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的數(shù)字化，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體數(shù)字化管理、農(nóng)產(chǎn)品加工信息化、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)、農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)字化、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全數(shù)字化等。
2022年中央一號(hào)文件提出，要大力推進(jìn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合應(yīng)用。在江蘇，智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景正加速落地，越來(lái)越多的智能設(shè)備融合信息技術(shù)在田間地頭、溫室魚塘、園區(qū)農(nóng)場(chǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景中大展身手，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)注入澎湃的科技動(dòng)力。在太倉(cāng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)園，智慧養(yǎng)魚成了時(shí)尚，通過(guò)建設(shè)五大在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖水體智能調(diào)節(jié)、水生動(dòng)物疫病在線診斷、供應(yīng)鏈的在線追蹤等。在太湖現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園的智慧大田，灌溉站設(shè)置有39個(gè)配套監(jiān)控及智能閥門，依托著土壤溫度、濕度、PH等傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)著大田環(huán)境，結(jié)合風(fēng)向、風(fēng)速、空氣溫濕度、輻射和降水量等氣象數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)1156畝大田的精準(zhǔn)化種植和可視化管理，通過(guò)智能收割機(jī)和智能拖拉機(jī)，實(shí)現(xiàn)收割路徑自動(dòng)規(guī)劃以及遠(yuǎn)程無(wú)人作業(yè)，像犁耕、旋耕、耙田、深松、播種、整地、開(kāi)溝等。蘇州正在進(jìn)行智慧育種行動(dòng)，依托農(nóng)業(yè)高企，利用AI自動(dòng)成像識(shí)別系統(tǒng)、種苗自動(dòng)吹除系統(tǒng)和植物機(jī)械抓手，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)苗，建設(shè)自動(dòng)播種流水線，8小時(shí)可播種100萬(wàn)粒種子。常熟國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)智能溫控室，9個(gè)溫室的監(jiān)控參數(shù)及溫室內(nèi)作物生長(zhǎng)的監(jiān)控畫面同時(shí)在一張巨大的LED屏幕上實(shí)時(shí)顯示，自動(dòng)記錄歷史數(shù)據(jù)并生成走勢(shì)圖，13種傳感器負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)溫室內(nèi)植物的生長(zhǎng)環(huán)境以達(dá)“最優(yōu)”。在鹽城射陽(yáng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、人工智能遙控、機(jī)械自動(dòng)收割等輪番上陣，無(wú)人收割機(jī)自行開(kāi)啟作業(yè)模式，麥子質(zhì)量數(shù)據(jù)同步傳到監(jiān)測(cè)中心。
江蘇高度重視智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率持續(xù)保持全國(guó)領(lǐng)先，在加快推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、研究中心、試驗(yàn)區(qū)等智慧農(nóng)業(yè)新技術(shù)平臺(tái)載體。江蘇目前已形成覆蓋種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等35類60多個(gè)行業(yè)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理服務(wù)信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其中，“智慧動(dòng)監(jiān)”信息系統(tǒng)應(yīng)用覆蓋全省，農(nóng)產(chǎn)品追溯平臺(tái)已有1.4萬(wàn)多家生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體入網(wǎng)，耕地質(zhì)量管理信息系統(tǒng)在全國(guó)得到推廣應(yīng)用。建成全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化示范基地12家、數(shù)字農(nóng)業(yè)新技術(shù)應(yīng)用類省級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基地158個(gè)，全面完成國(guó)家農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程建設(shè)，構(gòu)建形成水產(chǎn)養(yǎng)殖、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖三大重點(diǎn)領(lǐng)域農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。
智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜的過(guò)程，需要穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步攻堅(jiān)?！笆奈濉睍r(shí)期，江蘇將繼續(xù)加快信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，著力加強(qiáng)核心農(nóng)業(yè)傳感器和高端農(nóng)業(yè)智能裝備、智能算法模型、感知元器件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件的創(chuàng)新研發(fā)。重點(diǎn)建設(shè)一批智慧農(nóng)場(chǎng)、智慧牧場(chǎng)、智慧漁場(chǎng)，推動(dòng)智能感知、智能分析、智能控制技術(shù)與裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的集成示范應(yīng)用，進(jìn)一步推進(jìn)多場(chǎng)景下的無(wú)人農(nóng)場(chǎng)試點(diǎn)。
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