黨的二十大報(bào)告提出了“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)”，農(nóng)業(yè)要強(qiáng)，不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)力的提高，更體現(xiàn)在人工替代的能級(jí)和能力上。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以溫室為載體逐步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，但我國(guó)是人口大國(guó)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)仍然滿足不了我國(guó)的農(nóng)村現(xiàn)狀。我國(guó)的城鎮(zhèn)化率雖然已達(dá)到65.22%，城鎮(zhèn)化人口規(guī)模已經(jīng)是世界第一，但即便達(dá)到80%城鎮(zhèn)化率，我國(guó)依然還有2-3億人口還是要生活在農(nóng)村，農(nóng)業(yè)的發(fā)展脫離不了“生產(chǎn)關(guān)系”，利用人工智能發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑。
人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用早已普及，這其中包括在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的耕作、播種和采摘等智能機(jī)器人，也有植保方面的智能探測(cè)土壤、探測(cè)病蟲害、氣候?yàn)?zāi)難預(yù)警等智能識(shí)別系統(tǒng)，更有利用導(dǎo)航系統(tǒng)全自動(dòng)耕種等機(jī)械化作業(yè)等。
人工智能面臨“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)”的機(jī)遇
鄉(xiāng)村振興更需要人工智能，城市人口相對(duì)集中，農(nóng)村人口相對(duì)分散，人工智能替代人工的應(yīng)用場(chǎng)景和機(jī)會(huì)也更多更廣。
人工智能在鄉(xiāng)村振興領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅僅是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的方方面面，還可以是在鄉(xiāng)村的文化創(chuàng)新、鄉(xiāng)村休閑旅游、鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)及利用以及都市農(nóng)業(yè)等各個(gè)方面。
“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)”是農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的要求，人工智能在我國(guó)鄉(xiāng)村振興的應(yīng)用還較少，較為常見的就是“無(wú)人機(jī)”噴灑農(nóng)藥和機(jī)器人采摘，我國(guó)人工智能技術(shù)開發(fā)技術(shù)已經(jīng)有一定的發(fā)展基礎(chǔ)，創(chuàng)業(yè)者更需要關(guān)注的是應(yīng)用場(chǎng)景的開發(fā)。
黨的二十大提出的“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)”，為人工智能在鄉(xiāng)村振興領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展提供了更多更廣的空間。
人工智能相關(guān)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
大田種植作業(yè)工況條件復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)難度較大。北美、西歐具備基礎(chǔ)但需求不緊迫，日韓處于萌芽階段，我國(guó)正逐步興起。近期“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”成為新一代未來(lái)農(nóng)場(chǎng)的代名詞，各類技術(shù)圍繞“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”展開，也就是人工智能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研發(fā)。
人工智能是多種信息技術(shù)的集成及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的交叉應(yīng)用，其技術(shù)范疇涵蓋了傳感器等智能感知系統(tǒng)、無(wú)人智能裝備、仿真專家系統(tǒng)、以及物聯(lián)網(wǎng)等。
1、智能感知系統(tǒng)
智能感知系統(tǒng)包括了傳感器、數(shù)據(jù)分析與建模、圖譜技術(shù)和遙感技術(shù)等。智能傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境體系中能根據(jù)目前農(nóng)產(chǎn)品種植的特點(diǎn)，對(duì)不同作物的環(huán)境需求做出相應(yīng)的感知，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)。智能感知系統(tǒng)能夠根據(jù)多傳感器所提供的多源同構(gòu)或異構(gòu)信息，經(jīng)過(guò)智能信息處理，可以綜合地認(rèn)知環(huán)境和對(duì)象的類別與屬性，以達(dá)到智能感知的目的，從而可按行為準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的行為決策。
智能感知技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、土壤探測(cè)、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、病蟲害防護(hù)、植株成像、果實(shí)瑕疵檢測(cè)、豬臉識(shí)別等功能。
2、無(wú)人智能裝備
我國(guó)的衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)達(dá)，目前已開發(fā)出利用衛(wèi)星技術(shù)實(shí)施生產(chǎn)耕作的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)、智能收割機(jī)、智能播種機(jī)和采摘機(jī)器人等智能裝備。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，衛(wèi)星技術(shù)主要以作物、土壤為對(duì)象，利用地物的光譜特性，進(jìn)行作物長(zhǎng)勢(shì)、作物品質(zhì)、作物病蟲害等方面的監(jiān)測(cè)，其主要應(yīng)用于農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)估，農(nóng)業(yè)資源調(diào)查，農(nóng)業(yè)災(zāi)害評(píng)估等。
（1）無(wú)人機(jī)融合AI技術(shù)
將無(wú)人機(jī)與人工智能AI識(shí)別技術(shù)深度融合，通過(guò)裝載的攝像頭，可對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)定位、目標(biāo)追蹤等功能。其中，AI智能檢測(cè)既可以利用前端智能方式實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)后端智能實(shí)現(xiàn)。后端智能是指將無(wú)人機(jī)采集的圖片及視頻資源，傳輸至視頻結(jié)構(gòu)化智能大平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一分析，并輸出分析結(jié)果，進(jìn)而方便管理者進(jìn)行判斷與決策。
無(wú)人機(jī)融合AI技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用從植保到測(cè)繪，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景正在不斷延伸。如植保無(wú)人機(jī)具有一鍵啟動(dòng)、精準(zhǔn)作業(yè)和自主飛行等能力，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)技術(shù)在噴施和播種等環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用。
無(wú)人機(jī)融合AI技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景還可以是①野生動(dòng)物識(shí)別/數(shù)量統(tǒng)計(jì)。利用無(wú)人機(jī)巡航能力，可以觀測(cè)重點(diǎn)野生動(dòng)物生態(tài)保護(hù)區(qū)域、濕地公園等區(qū)域的野生動(dòng)物物種多樣性，通過(guò)AI深度學(xué)習(xí)算法對(duì)采集的圖片、視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)野生動(dòng)物物種的識(shí)別以及統(tǒng)計(jì)數(shù)量等功能；②森林防火監(jiān)測(cè)?；诨鹧孀R(shí)別、煙霧識(shí)別等AI算法模型，可通過(guò)無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)森林、山林、自然生態(tài)保護(hù)區(qū)、景區(qū)、公園、農(nóng)田等區(qū)域內(nèi)是否存在消防火災(zāi)、秸稈焚燒等火患危險(xiǎn)等，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可通過(guò)系統(tǒng)發(fā)出告警提醒。③湖面/河道/水域/景區(qū)垃圾識(shí)別?？梢酝ㄟ^(guò)無(wú)人機(jī)檢測(cè)湖面的漂浮物、垃圾等，讓湖泊水域的養(yǎng)護(hù)管理、景區(qū)的環(huán)保工作等變得更加“智能化”。
（2）無(wú)人車
無(wú)人車?yán)昧税ɡ走_(dá)、激光、超聲波、GPS、里程計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺等多種技術(shù)來(lái)感知周邊環(huán)境，通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算和控制系統(tǒng)，來(lái)識(shí)別障礙物和各種標(biāo)識(shí)牌，規(guī)劃合適的路徑來(lái)控制車輛行駛，在精準(zhǔn)植保、農(nóng)資運(yùn)輸、自動(dòng)巡田、防疫消殺等領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展空間。例如國(guó)內(nèi)較為知識(shí)的極飛公司開發(fā)的無(wú)人車，擁有多種作業(yè)模式和擴(kuò)展功能，已經(jīng)可以做到智能精準(zhǔn)控制與自主行駛，應(yīng)用在精準(zhǔn)植保、農(nóng)資運(yùn)輸、自動(dòng)巡田、高效播撒、防疫消殺等多個(gè)領(lǐng)域，能有效提升作業(yè)效率，減少人力成本支出。
（3）農(nóng)業(yè)機(jī)器人
可應(yīng)用于果園采摘、植保作業(yè)、巡查、信息采集、移栽嫁接等方面，越來(lái)越多的公司和機(jī)構(gòu)加入到采摘機(jī)器人的研發(fā)中，但離采摘機(jī)器人大規(guī)模地投入使用尚存在一定距離。
農(nóng)產(chǎn)品品類豐富，不同的品類的農(nóng)產(chǎn)品需要不同作業(yè)能力的機(jī)器人替代人工，很多農(nóng)業(yè)公司不懂AI技術(shù)，人工智能又不懂農(nóng)業(yè)，由此，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)還是需要?jiǎng)?chuàng)界創(chuàng)新。
3、專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)(ES)是人工智能最活躍和最廣泛的領(lǐng)域之一,專家系統(tǒng)是在某一特定領(lǐng)域中，能夠像人類專家一樣解決復(fù)雜問(wèn)題的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它能夠有效地運(yùn)用專家多年積累的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，通過(guò)模擬專家的思維過(guò)程，解決需要專家才能解決的問(wèn)題。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)主要幫助農(nóng)民提供四方面的功能：
（1）實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程技術(shù)咨詢：通過(guò)APP為農(nóng)民提供實(shí)時(shí)的技術(shù)答疑、技術(shù)咨詢，專家和農(nóng)民可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)面對(duì)面交流。
（2）病蟲害遠(yuǎn)程診斷：提供圖片共享、文件共享等功能，農(nóng)民可以把田間病蟲害樣本實(shí)物圖樣通過(guò)系統(tǒng)傳給專家，專家根據(jù)實(shí)際病癥予以診斷并提出解決方案。
（3）疫病遠(yuǎn)程監(jiān)控：可以將遠(yuǎn)程攝像頭安裝在農(nóng)作物種植基地、溫室大棚等生產(chǎn)第一線，專家通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)可隨時(shí)查看情況，及時(shí)方便的給予技術(shù)指導(dǎo)。
（4）遠(yuǎn)程工作會(huì)議：通過(guò)各遠(yuǎn)程站點(diǎn)提供高質(zhì)量的音視頻效果，可用于大面積的遠(yuǎn)程診斷工作會(huì)議和信息發(fā)布。
專家系統(tǒng)也是數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的重要商機(jī)，不同農(nóng)產(chǎn)品的種養(yǎng)殖過(guò)程通過(guò)專家系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)要素，通過(guò)不斷積累，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法建立數(shù)學(xué)模型，為解決農(nóng)戶問(wèn)題提供精準(zhǔn)的指導(dǎo)。
專家系統(tǒng)也可以用于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田中的農(nóng)田水利設(shè)施無(wú)人化控制，例如，將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與云端數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，通過(guò)算法形成低風(fēng)險(xiǎn)決策信息及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各類指標(biāo)及農(nóng)田水利設(shè)施閾值，借助無(wú)線通信模塊廣播到電氣設(shè)備控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥、水泵、補(bǔ)光燈及風(fēng)機(jī)的閉環(huán)自動(dòng)控制。
４、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
AIoT融合AI技術(shù)和IoT技術(shù)，可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、收集來(lái)自不同維度的、海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云端、邊緣端，再通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，以及更高形式的人工智能，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物數(shù)據(jù)化、萬(wàn)物智聯(lián)化。
（1）采摘控制系統(tǒng)
傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要是根據(jù)人工觀察與經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定農(nóng)作物采收時(shí)間，這種方式往往錯(cuò)過(guò)最佳采收時(shí)間，降低農(nóng)產(chǎn)品商品價(jià)值，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在大型農(nóng)場(chǎng)或農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)采收控制系統(tǒng)，可通過(guò)設(shè)定的采收時(shí)間和輪詢(依次詢問(wèn)檢測(cè)器)，自動(dòng)預(yù)報(bào)農(nóng)作物采收期，通過(guò)預(yù)測(cè)，能及時(shí)對(duì)接市場(chǎng)，提升商品價(jià)值，降低勞動(dòng)消耗成本，提高企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)管理能力。
（2）加工控制系統(tǒng)
國(guó)內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)大多采用半人工半機(jī)器進(jìn)行農(nóng)作物和養(yǎng)殖產(chǎn)品加工，加工作業(yè)主要靠人工。由于工人加水平良莠不齊，加之加工環(huán)境無(wú)保障，使得產(chǎn)品品質(zhì)無(wú)保障，且很可能出現(xiàn)微生物污染。設(shè)立加工控制系充，可通過(guò)對(duì)清洗、保鮮、干燥等自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的控制，減少人工直接加工，避免人為污染，統(tǒng)一生產(chǎn)加工技術(shù)，有效提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)消耗。
（3）收購(gòu)、流通控制及銷售控制系統(tǒng):
針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后商品化過(guò)程中所涉及的收購(gòu)、流通、銷售等環(huán)節(jié)的需求以及市場(chǎng)信息獲取，構(gòu)建出收購(gòu)控到系統(tǒng)、流通控制系統(tǒng)以及銷售系統(tǒng)，以獲取各環(huán)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格變動(dòng)以及市場(chǎng)供求等信息。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的跟蹤，確保農(nóng)產(chǎn)品流通過(guò)程中的安全。
區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)
可以采用區(qū)塊鏈技術(shù)加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的溯源信息服務(wù)平臺(tái)，信息采集覆蓋動(dòng)植物種子采購(gòu)、播種(養(yǎng)殖)、施肥用藥、收獲、加工、運(yùn)輸、進(jìn)入超市等各個(gè)環(huán)節(jié)，形成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量可追溯。
無(wú)人化設(shè)施栽培
主要應(yīng)用于果菜、花卉育苗管理、水肥一體化、病蟲害防治、采收運(yùn)輸、加工包裝等環(huán)節(jié)。歐美日處于世界領(lǐng)先水平，我國(guó)整體水平不高。
歐美日等一些發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用方面一直處于世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了環(huán)境調(diào)控自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人化、分級(jí)包裝智能化。在設(shè)施栽培中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人也應(yīng)用廣泛。日本在設(shè)施種植的育苗、嫁接、移栽、采摘、植保、施肥等環(huán)節(jié)有多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人。以色列、荷蘭、德國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、瑞士、法國(guó)等國(guó)家均有針對(duì)本國(guó)特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人研發(fā)，采摘機(jī)器人均有小規(guī)模使用。近年來(lái)美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等制定國(guó)家戰(zhàn)略將工業(yè)機(jī)器人加快應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)速度明顯加快。
我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化率較低，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，除環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)外，設(shè)施栽培自動(dòng)化、智能化裝備整體水平不高，還存在一定的差距。我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人大部分還停留在樣機(jī)階段，在精度、效率和可靠性方面和國(guó)外相比還存在一定的差距。以嫁接機(jī)器人為例，國(guó)內(nèi)研發(fā)的產(chǎn)品還需要人機(jī)協(xié)同作業(yè)。
無(wú)人化設(shè)施養(yǎng)殖
主要應(yīng)用于環(huán)境控制、飼喂、擠奶、防疫、廢棄物處理等作業(yè)環(huán)節(jié)。發(fā)達(dá)國(guó)家生豬、奶牛、蛋雞養(yǎng)殖已有規(guī)?；瘧?yīng)用，我國(guó)技術(shù)裝備研發(fā)能力嚴(yán)重滯后。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)施養(yǎng)殖機(jī)械自動(dòng)化程度不斷提高，信息化、智能化技術(shù)應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖各個(gè)環(huán)節(jié)，已建成多種養(yǎng)殖環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，形成了適合不同飼養(yǎng)規(guī)模和區(qū)域特點(diǎn)的生產(chǎn)模式，特別是生豬、奶牛、蛋雞養(yǎng)殖的少人化生產(chǎn)已有規(guī)?；瘧?yīng)用。
未來(lái)展望
人工智能在鄉(xiāng)村振興中的應(yīng)用不僅是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，還包括人工智能在鄉(xiāng)村休閑旅游中的應(yīng)用，例如，景區(qū)智能導(dǎo)航、自駕游智能講解系統(tǒng)等。
不僅在農(nóng)村，我國(guó)城市生活中，都市農(nóng)業(yè)對(duì)人工智能也有廣泛的需求，例如，年輕人喜歡養(yǎng)花，但疏于管理，就可以利用人工智能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆灌等功能。（孫文華）
