以無人農場為代表的智慧農業時代,生產過程中創造利潤的不僅僅是農產品,寶貴的農業數據未來可能更值錢。
上海市第十六屆人民代表大會第二次會議上,2024年《政府工作報告》繪就的一張主題為“促進鄉村全面振興”的施工藍圖中,“新建3萬畝糧食生產無人農場”引人關注。
根據《上海市推進農業高質量發展行動方案(2021—2025年)》,上海正以區、鎮為單位建設一批基于數字化管理的農機社會化服務組織,目標是打造10萬畝糧食生產無人農場。
當前,以數字化、智能化為特征的新一輪工業革命蓬勃興起,物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術與農業加速滲透融合,推動后者邁向智慧農業時代。英國、美國、荷蘭、德國、日本等陸續開始建設無人農場,項目涵蓋糧食生產、畜牧、漁業等。
尤為值得關注的是,在一些國家的探索中,無人農場的收成并不止于實體的肉、禽、蛋、奶、糧,還延伸至無形的“大數據生意”。
01無人農場
“無人農場”可以從字面意思理解為“不用人下田”“不用人做農事操作”的農場。
在農田里,無人拖拉機、無人插秧機、無人收割機……從耕地、播種、施肥、灌溉到收獲,整個農業生產過程只需要操作手機和電腦系統,農民實現“坐在辦公室種田”“不用下田”“減少下田頻次”的夢想。
中國工程院院士羅錫文用了五句話來概括無人農場:“耕種管收生產環節全覆蓋;機庫田間轉移作業全自動;自動避障異況停車保安全;作物生產過程實施全監控;智能決策精準作業全無人。”
無人農場的本質是實現機器換人,是通過對農業生產資源、環境、種養對象、裝備等各要素的在線化、數據化,實現對種植養殖對象的精準化管理、生產過程的智能化決策和無人化作業,其中物聯網、大數據與云計算、人工智能與機器人三大技術起到了關鍵性作用。
02無人農場核心技術
無人農場想要實現“無人”的情況下,需要做到數字、人工智能、機器、信息等技術的綜合應用。關于它的核心技術有以下幾個方面:
物聯網技術:確保動植物生長的環境,動態感知動植物的生長狀態,提供關鍵參數,為技術參數獲取提供可靠保證,以確保裝備間的實時通信。
云計算大數據技術:提供農場多源異構數據的處理技術,進行去粗存精、去偽存真、分類等處理方法,在眾多數據中挖掘分析,形成規律性的農場管理知識庫,存儲各類數據,形成歷史數據,以備管控隨時學習與調用,還能與云計算技術和邊緣計算技術結合,形成高效的計算能力,確保農場作業,特別是機具作業的迅速反應。
人工智能技術:一方面為裝備端提供識別、學習、導航和作業能力;另一方面為農場云管控平臺提供基于大數據的搜索、學習、挖掘、推理與決策技術,復雜的計算與推理都交由云平臺解決,給裝備配以智能的大腦。
農業機器人設備:是無人農場的核心。在物聯網技術、云計算、人工智能技術及5G信息技術加持下,植保無人機、插秧機、收割機、采摘機等智能設備、智能農機成功替代了“人”,執行相關的命令及操作,完成播種、耕作、病蟲害監測、收割、采摘等農事作業。
03挖掘農業數據巨大的市場潛力
無人農場中各種作業都是通過智能裝備完成的,裝備依靠各種實時數據的分析開展精準作業。無人農場時時刻刻產生海量、高維、異構、多源數據,因此如何獲取、處理、存儲、應用這些數據是必須解決的問題。
大數據技術為無人農場數據的獲取、處理、存儲、應用提供的技術支撐包括:提供農場多源異構數據處理技術,進行去粗存精、去偽存真、分類等處理;在眾多數據中進行挖掘分析和知識發現,形成有規律性的農場管理知識庫;對各類數據進行有效存儲,形成歷史數據,以備農場管控人員進行學習與調用;與云計算技術和邊緣計算技術結合,形成高效的計算能力,確保農場作業,特別是機具作業的迅速反應。
然而許多人沒有意識到,除了“取之于田、用之于田”外,農業數據還蘊含著巨大的市場潛力。
當大數據服務進入農業,相關企業作為數據的采集者、管理者和使用者,其經營內容從原本簡單地出售信息采集設備,延伸到全面長期地為農業用戶進行數據管理及制定數據使用方案服務,甚至憑借數據,打通農業產業鏈上下游及周邊產業,使其發揮更大的作用。
一般而言,人工智能的機器學習算法極其依賴數據的多少,數據越多,做出的模型越準確,預測和判斷越精準。
美國堪薩斯州的農業數據公司Farmobile的盈利模式,是將一種用來記錄設備運行情況的被動連接器的使用權賣給農場主,它們可以被安裝在絕大多數農業機械設備上,不間斷地把農場設備產生的數據傳至云端,利用人工智能進行匯總分析,農場主便可在掌握數據結果的基礎上優化生產。這個設備每年的使用費用是1250美元,賣的其實是大數據服務。與此同時,Farmobile公司也從農場主處買東西——以每英畝2美元的價格購買該農場產生的數據,處理、篩選、打包后轉手賣給肥料公司或農業機械廠家等,廠家可以據此進一步完善自己的產品。
如此一來,與這家企業做生意的農場主們提供數據賺取的費用,有時甚至超過了設備的使用費。
他們開始意識到,在農業生產過程中創造利潤的不僅僅是農產品,寶貴的農業數據未來可能更值錢。
如今,對于智能化無人農場的嘗試越來越多,但整體上無論國內還是國外,對無人農場技術的研發仍然還處于探索階段,在實際的農業生產中機器是否能夠完全取代人工,在未來無人農場又能否成為農業生產的“主力軍”,恐怕還要進一步的技術發展和應用實踐給我們答案。