作為農(nóng)業(yè)大國的公民，很多人潛意識里其實都存在著一個“種田夢”，從當(dāng)初“開心農(nóng)場”偷菜到近期火爆的動森游戲里“種田”，我們總喜歡在網(wǎng)絡(luò)世界里實踐這個夢想。與此同時，一些互聯(lián)網(wǎng)大廠卻在現(xiàn)實里搞起了農(nóng)業(yè)，探索起了AI優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植的可能性。
最近騰訊宣布了一項AI＋農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“種田”新進展。依靠自研AI算法和技術(shù)，“騰訊AIoT智慧種植方案iGrow”在遼寧的第一批番茄試點已經(jīng)迎來了小豐收。騰訊牌番茄，新鮮上市！
AI如何優(yōu)化“種田”？
隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，AI對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化已經(jīng)可以深入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中。產(chǎn)前，通過AI可以對土壤進行檢測分析，讓農(nóng)作物找到最合適它的土壤；產(chǎn)中，AI能對環(huán)境進行檢測，幫助預(yù)防和管理病蟲草害，減少經(jīng)濟損失；產(chǎn)后，AI還能進行品質(zhì)檢測和分類，進行市場分析，幫助制定優(yōu)化的配送方案，實現(xiàn)更高的效益等等。
近些年，隨著溫室種植在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中變得越來越普遍，溫室大棚也成為了AI技術(shù)發(fā)揮更大價值的舞臺。在這次在騰訊種植番茄的iGrow智慧種植方案中，人工智能的作用就主要體現(xiàn)在讓種植決策與溫室控制更精準(zhǔn)。
農(nóng)作物在不同的生長周期對溫室環(huán)境有不同要求。拿傳統(tǒng)的溫室種植番茄為例，農(nóng)民需要在番茄的育苗期、生長期、成熟期設(shè)定不同溫度，但是很難精準(zhǔn)識別和察覺每個時刻下環(huán)境和作物生長狀態(tài)的細(xì)微變化，從而判斷對應(yīng)的理想溫度。
而“騰訊AIoT智慧種植方案iGrow”采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以實時、準(zhǔn)確、自動地監(jiān)測溫室的氣候環(huán)境，從而用數(shù)據(jù)的來取代農(nóng)民的感性判斷，幫助農(nóng)作物在最好的環(huán)境里成長，當(dāng)然成長出來的果實是更完美、健康的果實。
iGrow的智慧種植方案具有自動智能、因時制宜、高效精準(zhǔn)等特點，它的主要原理可以分為三步：
第一步，利用攝像頭和其他傳感器，在溫室里收集溫室氣候和作物生長的數(shù)據(jù)，比如空氣、突然溫濕度，二氧化碳濃度和光合有效值等；
第二步，利用集成專家經(jīng)驗的iGrow溫室仿真器，快速做大量種植模擬（15秒能模擬82個生長周期），再用不斷優(yōu)化的強化學(xué)習(xí)AI算法選擇最佳種植決策；
第三步，自動控制溫室，精準(zhǔn)利用資源，提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。
遼寧試點：每畝提升了數(shù)千元凈利潤
AI讓農(nóng)民們省了不少事，種植決策和溫室控制都可以讓它來自動執(zhí)行，那么騰訊番茄的收成怎么樣呢？騰訊AI Lab與遼寧達(dá)成合作后展開了兩期種植試點，一期試點在今年5月份結(jié)束，使用的是當(dāng)?shù)厝齻€日光溫室種植番茄，其中兩個部署了iGrow方案的實驗組。
一期對比結(jié)果中，排除AI算法研發(fā)和基于騰訊云的平臺費用成本，第一批番茄實現(xiàn)了口感型番茄種植的凈利潤提升，每畝每季度凈利潤增加數(shù)千元，初步驗證了這套智慧種植方案的商業(yè)價值。
資深農(nóng)業(yè)技術(shù)員劉建華表示：實驗組和對照組的利潤差，主要是因為試點期間迎來了突發(fā)的2月倒春寒，溫度驟降。對照組中，農(nóng)民參考往年經(jīng)驗設(shè)定了固定溫度，周期內(nèi)調(diào)整了3次溫度，但因無法實時調(diào)整，溫度驟降時溫室保溫性變差，氣溫波動大；在iGrow實驗組里，則體現(xiàn)了AI算法的穩(wěn)定性與強容災(zāi)能力，配合卷簾、放風(fēng)機等底層自動化控制技術(shù)，實現(xiàn)了小時級的溫度調(diào)整，因時制宜。
雖然試點取得成功，但騰訊的iGrow方案在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中仍有許多需要可以優(yōu)化的地方，比如當(dāng)前AI方案中只能完成種植決策和溫室控制，修剪與采摘工作仍是要由人工來完成的。除此以外，由于農(nóng)業(yè)場景種植周期長、數(shù)據(jù)不規(guī)范、采集成本高，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)短缺的問題，另外溫室仿真器也會存在一定的精度誤差，這些因素都會限制AI在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的進一步應(yīng)用和推廣。
AI改變農(nóng)業(yè)的未來
聯(lián)合國估計，到2050年全球人口將增加到97億人以上，那時很多饑餓的人口需要養(yǎng)活。相比于人口的大量增長，耕地面積只會增加4％。所以解決辦法不是擴大農(nóng)田來種植莊稼，而是更有效地利用現(xiàn)有的土地。而人工智能就是提高現(xiàn)有土地有效利用率的突破口。
人工智能除了可以幫助對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進行監(jiān)測和提供指導(dǎo)外，也可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機器硬件上，智能收割和播種的機器將能代替農(nóng)民或減少農(nóng)民的體力勞動量和時間。舉個例子，Harvest CROO Robotics 創(chuàng)造了采摘成熟草莓的硬件和收割蘋果園的機器技術(shù)。這類人工智能將感知和動作結(jié)合在一起，機器能夠看到并判斷能否需要收獲，然后繼續(xù)執(zhí)行收獲的動作。無人駕駛拖拉機也將應(yīng)用和推廣，不需要真人指導(dǎo)，通過編程就可以控制它以一定的速度行駛，同時有效的方式執(zhí)行特定任務(wù)。
隨著5G商用時代的來臨，小黑期待在不久的將來，“AI＋農(nóng)業(yè)”方案不斷完善，人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會越來越多樣化，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、改善土壤健康改善、減少農(nóng)民體力勞動等等提供一系列解決方案。
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