01農(nóng)業(yè)人工智能大模型背景介紹

農(nóng)業(yè)是人類的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代社會(huì)的重要組成部分。隨著人口的增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少人工勞動(dòng)量，降低成本，人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

在過去幾年里，人工智能技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，特別是在大模型方面，大模型以及區(qū)代理傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，成為了人工智能領(lǐng)域的主流技術(shù)。大模型在圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等方面的成果已經(jīng)顯著。然而，大模型在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還不夠廣泛。

02大模型推理算法原理

大模型的推理通常涉及到量化、剪枝、蒸餾等技術(shù)。這些技術(shù)可以幫助減少模型的計(jì)算復(fù)雜度，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在較低端的硬件設(shè)備上的高效推理。

量化

量化是將模型的參數(shù)從浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)。通常情況下，參數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)化為8位數(shù)(int8)或4位整數(shù)(int4)。這種方式可以減少內(nèi)存占用和計(jì)算開銷，從而實(shí)現(xiàn)高效的模型推理。

剪枝

剪枝是指從模型中刪除不重要的參數(shù)，以減少模型的規(guī)模。通常情況下，剪枝會(huì)根據(jù)某種評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(如信息熵、互信息等)來(lái)選擇保留的參數(shù)。這種方式可以減少模型的計(jì)算復(fù)雜度，從而實(shí)現(xiàn)高效的模型推理。

蒸餾

蒸餾是指通過訓(xùn)練一個(gè)小模型來(lái)學(xué)習(xí)大模型的知識(shí)，并將小模型用于推理。通常情況下，蒸餾會(huì)使用知識(shí)蒸餾(KD)等方法來(lái)訓(xùn)練小模型。這種方式可以實(shí)現(xiàn)高效的模型推理，同時(shí)保持較好的推理性能。

03適用AI大模型的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景

農(nóng)業(yè)場(chǎng)景

01.農(nóng)機(jī)服務(wù)

目前基礎(chǔ)條件相對(duì)好，也有需求，可以先行開展。例如植保、水肥、灌溉等技術(shù)的知識(shí)儲(chǔ)備較為充分，已有很多農(nóng)業(yè)方面的知識(shí)積累，用大模型方法，可以將相關(guān)的知識(shí)和技術(shù)，變成不同人群和地區(qū)可以使用的數(shù)字化產(chǎn)品。

02.生物育種

種子作為農(nóng)業(yè)的芯片，重要性不言而喻。生物育種需要首先發(fā)現(xiàn)基因，分析哪些基因與品種的性狀相關(guān)，然后構(gòu)建基因型-表型關(guān)聯(lián)模型預(yù)測(cè)來(lái)輔助選擇育種。

03.農(nóng)業(yè)智能生產(chǎn)

包括動(dòng)植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)、智能灌溉、病蟲害檢測(cè)管理、農(nóng)資管理、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械控制、智能農(nóng)業(yè)決策支持等方面，很多可以與其他行業(yè)大模型相交叉，比如遙感大模型。

04.農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)信息服務(wù)

農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)信息是指關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售等方面的信息內(nèi)容，通過對(duì)這些信息的收集和分析，可以幫助農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到消費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)有效的流通，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的健康發(fā)展。比如豬肉價(jià)格，未來(lái)需要對(duì)產(chǎn)區(qū)、市場(chǎng)、政策等多維度信息匯聚分析，是多模態(tài)的農(nóng)業(yè)行業(yè)大模型。

04大模型在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的核心概念和聯(lián)系

PART.01農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)行業(yè)的核心部分，涉及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品的種植、養(yǎng)殖、收獲等過程。在這些過程中，大模型可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供以下應(yīng)用:

種植優(yōu)化:通過大模型對(duì)種植數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供種植策略和優(yōu)化建議，提高種植效率和產(chǎn)量。

養(yǎng)殖優(yōu)化:通過大模型對(duì)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供養(yǎng)殖策略和優(yōu)化建議，提高養(yǎng)殖效率和產(chǎn)量。

收獲優(yōu)化:通過大模型對(duì)收獲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供收獲策略和優(yōu)化建議，提高收獲效率和質(zhì)量。

PART.02農(nóng)業(yè)資源管理

農(nóng)業(yè)資源管理是農(nóng)業(yè)行業(yè)的重要 組成部分，涉及到農(nóng)業(yè)資源的分配、利用和保護(hù)。在這些過程中，大模型可以為農(nóng)業(yè)資源管理提供以下應(yīng)用:

土地資源管理:通過大模型對(duì)土地資源進(jìn)行分析，提供土地資源利用策略和優(yōu)化建議，提高土地資源利用效率。

水資源管理:通過大模型對(duì)水資源進(jìn)行分析，提供水資源利用策略和優(yōu)化建議，保證水資源的可持續(xù)利用。

農(nóng)業(yè)廢棄物管理:通過大模型對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行分析，提供農(nóng)業(yè)廢棄物處理策略和優(yōu)化建議，減少農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。

PART.03農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)

農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)是農(nóng)業(yè)行業(yè)的重要任務(wù)，涉及到農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響和保護(hù)。在這些過程中，大模型可以為農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)提供以下應(yīng)用：

農(nóng)業(yè)氣候變化影響分析:通過大模型對(duì)農(nóng)業(yè)氣候變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供農(nóng)業(yè)氣候變化影響預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)策略。

農(nóng)業(yè)水環(huán)境保護(hù):通過大模型對(duì)農(nóng)業(yè)水環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供農(nóng)業(yè)水環(huán)境保護(hù)措施和優(yōu)化建議。

農(nóng)業(yè)土壤保護(hù):通過大模型對(duì)農(nóng)業(yè)土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供農(nóng)業(yè)土壤保護(hù)措施和優(yōu)化建議。