AI changes the 5 ways of agriculture(英中雙語(yǔ)) ♂

With the development of time technology, artificial intelligence and agriculture are becoming inseparable, and it brings exciting infinite possibilities. From seed germination, to the preservation of crop integrity, to the actual harvesting process, whether from agricultural products to field farming techniques, or from planting to improving harvesting quality, both AI and machine learning have been rapidly used in agriculture. Artificial intelligence in agriculture can be divided into five categories:

隨著時(shí)代科技的發(fā)展，人工智能和農(nóng)業(yè)正變得密不可分，它帶來(lái)了令人興奮的無(wú)限可能性。從種子發(fā)芽，到保持作物的完整性，再到實(shí)際的收獲過(guò)程，無(wú)論是從農(nóng)產(chǎn)品到田間耕作技術(shù)，還是從種植到提高采收質(zhì)量，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)都在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了迅速的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)中的人工智能可以分為五類(lèi)：

]agricultural robot

農(nóng)業(yè)機(jī)器人

Now many technicians are developing and programming autonomous robots to handle important agricultural tasks, such as harvesting crops with higher capacity and faster speeds than humans, and the emergence of automation could help solve labor shortages.

現(xiàn)在許多技術(shù)人員都在開(kāi)發(fā)自主機(jī)器人并對(duì)其進(jìn)行編程，以處理重要的農(nóng)業(yè)任務(wù)，比如用比人類(lèi)更高的產(chǎn)能和更快的速度收割莊稼， 自動(dòng)化的出現(xiàn)有助于解決勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題。

Crop and soil monitoring

作物和土壤監(jiān)測(cè)

Computer vision and deep learning algorithms can be used to process data captured by drones, as well as using software technologies to monitor crop and soil health. As deforestation barren soils and causes waterlogging and salinity, the development of soil analysis machines may become critical in the next few years.

可以利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)算法來(lái)處理無(wú)人機(jī)捕捉到的數(shù)據(jù)，以及采用軟件技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)作物和土壤健康狀況。由于砍伐森林使土壤變得貧瘠，并造成澇漬和鹽堿化，土壤分析機(jī)器的發(fā)展在未來(lái)幾年內(nèi)可能變得至關(guān)重要。

The ability to control the weeds

控制雜草的能力

Today, about 250 kinds of weeds have resistance to herbicides, in the researchers of corn and soybean crop weeds out of control research, agricultural economy costs about $43 billion, therefore, the use of automation and robot technology to help farmers find more effective ways to make the crops from weeds is particularly important.

如今，約有250種雜草已經(jīng)對(duì)除草劑產(chǎn)生了抗性，在科研人員對(duì)玉米和大豆作物的雜草失控影響研究中，每年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)會(huì)因這一問(wèn)題損失約430億美元，因此，使用自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)幫助農(nóng)民找到更有效的方法來(lái)使莊稼不受雜草侵害尤為重要。

Usage of drones

無(wú)人機(jī)的使用

By 2027, the agricultural drone market is expected to reach $480 million by 2027, and the use of drones is designed to help users increase crop yields and reduce costs. First programming the route of the drone, once deployed, the device will use computer vision to record images, and the captured data will be uploaded through algorithms to integrate and analyze the captured images and data to provide a detailed analysis report.

到2027年，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的無(wú)人機(jī)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到4.8億美元，而無(wú)人機(jī)的使用旨在幫助用戶(hù)提高作物產(chǎn)量和降低成本。首先編程無(wú)人機(jī)的路線(xiàn)，一旦部署該設(shè)備將利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)記錄圖像，并將捕獲的數(shù)據(jù)上傳，通過(guò)算法來(lái)整合和分析捕獲的圖像和數(shù)據(jù)，以提供詳細(xì)的分析報(bào)告。

Proper use of chemical fertilizer

化肥的正確使用

Machine learning algorithms combined with satellites can be used to predict weather, analyze the sustainability of crops and assess pests and diseases on farms. Some agricultural software can now tell users where they need fertilizer, which can reduce fertilizer use by nearly 40 percent.

與衛(wèi)星相結(jié)合的機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以用于預(yù)測(cè)天氣、分析作物的可持續(xù)性以及評(píng)估農(nóng)場(chǎng)是否存在病蟲(chóng)害，現(xiàn)在一些農(nóng)業(yè)軟件可以告訴用戶(hù)哪里需要化肥，這樣可以減少近40%的化肥使用量。

The emergence of artificial intelligence can not only help improve agricultural efficiency, but also address the challenges facing the industry, including crop yield, soil health and herbicide resistance. Agricultural robots will become an important application of artificial intelligence in agriculture, allowing farmers to receive the latest training to ensure that these technologies are used and continue to improve, which in the long run will also help prove the instrumental value of new technologies.

人工智能的出現(xiàn)，不但可以幫助提高農(nóng)業(yè)效率，還能解決行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，包括作物產(chǎn)量、土壤健康和除草劑抗性。農(nóng)業(yè)機(jī)器人將成為人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要應(yīng)用，通過(guò)可行的機(jī)制來(lái)解決上述問(wèn)題，能讓農(nóng)民接受最新的培訓(xùn)，以確保這些技術(shù)得到使用并繼續(xù)改進(jìn)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這也有助于證明新技術(shù)的工具價(jià)值。

AI 技術(shù)應(yīng)用愈發(fā)成熟，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域智能化發(fā)展幾何？ ♂

?　　【農(nóng)機(jī)網(wǎng) 編輯視角】?9月15日，“萬(wàn)物智能——百度世界2020”大會(huì)在線(xiàn)上召開(kāi)，會(huì)上發(fā)布了百度人工智能前沿的新技術(shù)、新產(chǎn)品和解決方案等成果。在大會(huì)上，百度Apollo展示了去安全員、基于5G云代駕技術(shù)的全無(wú)人駕駛能力，并且完成了完全無(wú)人駕駛的全球直播。
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　　不得不說(shuō)，百度在AI領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，百度董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李彥宏也在大會(huì)上預(yù)測(cè)自動(dòng)駕駛5年后全面商用。在AI智能早已不再神秘而是“飛入尋常百姓家”的今天，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的智能化發(fā)展得怎么樣了？農(nóng)機(jī)是否也能在未來(lái)幾年內(nèi)普及自動(dòng)化駕駛？
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　　其實(shí)，近些年來(lái)，日新月異的新科技正在改變靠天吃飯的農(nóng)業(yè)形態(tài)，讓農(nóng)業(yè)變得更加精準(zhǔn)可控，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、人工智能等高新技術(shù)逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的新助手和新工具。AI的本質(zhì)就是用高科技代替人工，而農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是迫切需要去人工化的。智慧農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)機(jī)能大幅減少作業(yè)過(guò)程中的農(nóng)資及人工消耗，降低資源與人力成本，提升農(nóng)業(yè)作業(yè)和管理效率，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，走向全面現(xiàn)代化。
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　　為加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)精準(zhǔn)化、管理服務(wù)智能化、鄉(xiāng)村治理數(shù)字化，2019年底，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)了《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃》(2019-2025年)，規(guī)劃中明確提出“建設(shè)數(shù)字田園，推動(dòng)智能感知、智能分析、智能控制技術(shù)與裝備在大田種植和設(shè)施園藝上的集成應(yīng)用，建設(shè)環(huán)境控制、水肥藥精準(zhǔn)施用、精準(zhǔn)種植、農(nóng)機(jī)智能作業(yè)與調(diào)度監(jiān)控、智能分級(jí)決策系統(tǒng)，發(fā)展智能‘車(chē)間農(nóng)業(yè)’，推進(jìn)種植業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)智能管理?！敝腔坜r(nóng)業(yè)發(fā)展也進(jìn)入了快車(chē)道，智能農(nóng)機(jī)開(kāi)始在田間地頭大顯身手。
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　　國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)雷沃在人工智能方面碩果斐然。在2012年，雷沃就瞄準(zhǔn)信息技術(shù)發(fā)力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化，在著手布局智能農(nóng)機(jī)的同時(shí)，也同步布局智慧農(nóng)業(yè)，探索“產(chǎn)業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展，推出了國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)行業(yè)智慧農(nóng)業(yè)解決方案iFarming，將制造業(yè)與信息化深度融合，助推國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。不僅如此，雷沃還在2018年與百度簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛量產(chǎn)為目標(biāo)，就農(nóng)機(jī)智慧化展開(kāi)合作，用AI賦能農(nóng)機(jī)制造，共同解決自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的技術(shù)難題，攜手開(kāi)拓新領(lǐng)域，共同開(kāi)啟人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用的新場(chǎng)景，推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。
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　　就在今年“三夏”期間，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站、農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣總站、雷沃重工共同舉辦的“2020智能農(nóng)機(jī)裝備田間日活動(dòng)”上，雷沃農(nóng)業(yè)裝備向全行業(yè)系統(tǒng)展示了農(nóng)事作業(yè)全程無(wú)人駕駛及智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展成果，可以說(shuō)是科技范十足。雷沃無(wú)人化農(nóng)機(jī)裝備貫穿收獲、耕整、播種、植保整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人駕駛作業(yè)，同時(shí)雷沃智能農(nóng)事數(shù)字化平臺(tái)依托雷沃智能設(shè)備與大數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息互聯(lián)，通過(guò)加載作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置與智能農(nóng)業(yè)機(jī)械融合，實(shí)現(xiàn)深耕、播種、收獲、噴藥等科學(xué)管理，整個(gè)演示環(huán)節(jié)，儼然呈現(xiàn)了一幅智慧“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”的畫(huà)面。
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　　除雷沃外，還有一批知名的農(nóng)機(jī)企業(yè)也在這方面有著重要成果。豐疆智能擁有全套無(wú)人作業(yè)解決方案，主要包括導(dǎo)航系統(tǒng)，無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、植保機(jī)以及推料機(jī)器人等農(nóng)林牧漁物聯(lián)網(wǎng)解決方案等；惠達(dá)科技則不僅有農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)作業(yè)智能探測(cè)系統(tǒng)等，還有無(wú)人農(nóng)場(chǎng)解決方案，幫助農(nóng)民用戶(hù)智能搜索、智能分析、智能決策；博創(chuàng)聯(lián)動(dòng)除了自動(dòng)駕駛技術(shù)外，還擁有采棉機(jī)、甘蔗機(jī)智能電氣控制系統(tǒng)等高端農(nóng)機(jī)裝備控制系統(tǒng)和數(shù)字農(nóng)場(chǎng)解決方案等。此外，還有合眾思?jí)?、武漢藍(lán)星、上海聯(lián)適、天辰禮達(dá)、長(zhǎng)沙碩博、北京麥飛等諸多企業(yè)在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展方面有所建樹(shù)。
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　　在科技發(fā)展推動(dòng)下，我們相信，未來(lái)幾年，不僅汽車(chē)自動(dòng)駕駛會(huì)全面普及，農(nóng)機(jī)全面實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛也不遠(yuǎn)了。

AI助力飛防，大疆或?qū)⒃诠麡?shù)飛防實(shí)現(xiàn)新突破 ♂

4月9日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與DJI 大疆農(nóng)業(yè)在中國(guó)臍橙之鄉(xiāng)——贛州信豐縣，共同宣布了雙方無(wú)人機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的第二期項(xiàng)目計(jì)劃并簽約。第二期項(xiàng)目將聚焦于T16在果園精準(zhǔn)施藥的應(yīng)用研究，為植保隊(duì)作業(yè)提供專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)參考和應(yīng)用指導(dǎo)。隨著新版固件的發(fā)布，大疆的T16也成為國(guó)內(nèi)首款將三維場(chǎng)景重建、地圖語(yǔ)義識(shí)別兩項(xiàng)AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地的植保無(wú)人機(jī)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研究員袁會(huì)珠，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑橘研究所副所長(zhǎng)王雪峰，江西省植物保護(hù)局局長(zhǎng)鐘玲，江西省信豐縣委常委黃濤、DJI大疆創(chuàng)新公關(guān)總監(jiān)謝闐地，DJI大疆農(nóng)業(yè)項(xiàng)目合作總監(jiān)謝博之、國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃課題“柑橘木虱監(jiān)測(cè)預(yù)警與高效防控關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組組專(zhuān)家等嘉賓出席了本次活動(dòng)。

簽約儀式當(dāng)天，主辦方也組織了嘉賓前往當(dāng)?shù)氐哪毘葓@參觀，并對(duì)T16的果樹(shù)模式進(jìn)行了演示。

技術(shù)迭代T16將在新領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破

2018年，雙方簽署合作協(xié)議，共建農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，在黑龍江虎林玉米種植區(qū)、遼寧開(kāi)原榛子種植區(qū)、阿克蘇核桃種植區(qū)、山西運(yùn)城小麥種植區(qū)等9個(gè)區(qū)域進(jìn)行了MG-1P的一系列測(cè)試。

這份報(bào)告顯示在防治小麥后期的蚜蟲(chóng)測(cè)試中，相比背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、自走式噴桿噴霧機(jī)，MG-1P植保無(wú)人機(jī)低空低容量噴霧技術(shù)的農(nóng)藥沉積量多，農(nóng)藥利用率高。

報(bào)告同時(shí)還測(cè)試了MG-1P在水稻、玉米、核桃、柑橘、桃樹(shù)、榛子樹(shù)、馬鈴薯等作物上的最佳作業(yè)參數(shù)，給植保無(wú)人機(jī)作業(yè)提供了詳盡的技術(shù)指導(dǎo)，是大疆農(nóng)業(yè)幫助飛防服務(wù)組織提高植保作業(yè)的科學(xué)性、保證作業(yè)質(zhì)量的重要舉措。

袁會(huì)珠表示，植保無(wú)人飛機(jī)低空低容量噴霧技術(shù)近年來(lái)發(fā)展非常迅速，它具有效率高，節(jié)水節(jié)藥，地形適應(yīng)性高等特點(diǎn)，能夠應(yīng)對(duì)爆發(fā)性的病蟲(chóng)害，在大田和經(jīng)濟(jì)作物上具有廣泛的應(yīng)用前景。大疆農(nóng)業(yè)和中國(guó)農(nóng)科院植保所雙方的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合目前結(jié)出累累碩果，有助于提升大疆農(nóng)業(yè)提升專(zhuān)業(yè)性，也為整個(gè)行業(yè)提供了很多基礎(chǔ)研究成果。

據(jù)悉，雙方的第二期項(xiàng)目將在簽約后全面啟動(dòng)，未來(lái)一年內(nèi)，中國(guó)農(nóng)科院植保所將以DJI 大疆農(nóng)業(yè)的植保無(wú)人機(jī)T16為對(duì)象，在全國(guó)多個(gè)柑橘等果樹(shù)產(chǎn)區(qū)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，為大疆植保無(wú)人機(jī)的飛防優(yōu)化提供多方位的技術(shù)支持。此外，雙方還將會(huì)在植保無(wú)人機(jī)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行探索，包括“果樹(shù)模式”的持續(xù)優(yōu)化，遙感技術(shù)在農(nóng)田生產(chǎn)全周期的應(yīng)用等。

T16測(cè)試的首站正是中國(guó)的臍橙之鄉(xiāng)贛州。贛南臍橙是如今聞名世界的柑橘品種，目前贛州已成為臍橙種植面積世界第一，年產(chǎn)量世界第三的臍橙主產(chǎn)區(qū)，其2018年的產(chǎn)量達(dá)到了116萬(wàn)噸。

AI助力飛防減藥增效

主辦方也組織嘉賓前往當(dāng)?shù)啬毘葓@，進(jìn)行了T16的果樹(shù)飛防演示。

T16是目前國(guó)內(nèi)首款將三維場(chǎng)景重建、地圖義識(shí)別兩項(xiàng)AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地的植保無(wú)人機(jī)。在果樹(shù)場(chǎng)景下作業(yè)，通過(guò)精靈4 RTK的航測(cè)規(guī)劃，大疆智圖（Terra）的導(dǎo)入與處理后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)場(chǎng)景的識(shí)別，如果樹(shù)、建筑物、電線(xiàn)桿、河流，空地等。

在完成作業(yè)場(chǎng)景識(shí)別，生成3D航線(xiàn)后，T16就能結(jié)合航線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)飛行作業(yè)，并且在有果樹(shù)的區(qū)域才噴灑，沒(méi)有果樹(shù)的區(qū)域就停止，這相比傳統(tǒng)的整片作業(yè)區(qū)域均勻噴灑模式，可節(jié)省30%農(nóng)藥和水的使用量。

針對(duì)果園場(chǎng)景中，果樹(shù)種類(lèi)多樣、高矮不一，地形情況復(fù)雜，草叢與密集的果樹(shù)在遠(yuǎn)距離俯瞰視角下容易混淆，難以區(qū)分的問(wèn)題。T16果樹(shù)模式所匹配的三維場(chǎng)景語(yǔ)義識(shí)別系統(tǒng)，是基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它采用三維點(diǎn)云切片與三維特征融合技術(shù)，對(duì)三維場(chǎng)景中的物體進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。為了提高識(shí)別效率，大疆利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量化技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行深度壓縮，大幅降低運(yùn)算耗時(shí)。

目前這套系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了超過(guò)30萬(wàn)張的果樹(shù)圖片訓(xùn)練，能夠在不到1分鐘的時(shí)間內(nèi)完成200畝地的全環(huán)境識(shí)別。識(shí)別的果樹(shù)類(lèi)型達(dá)到了20種，包括蘋(píng)果、柑橘、芒果、香蕉、火龍果等等。果樹(shù)識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了95%。

以前手動(dòng)打果園，都需要資深飛手才可以保證效果，而且容易炸機(jī)。如今，隨著果樹(shù)模式的推出，果樹(shù)飛防作業(yè)對(duì)飛手操作上的要求也有了明顯的降低。

比如，在某種特殊的場(chǎng)景下，只需要對(duì)樹(shù)心進(jìn)行施藥，那么就需要植保機(jī)在經(jīng)過(guò)樹(shù)心的位置噴灑，而在其他位置就停止噴灑。這時(shí)，通過(guò)AI的功能，植保機(jī)就能夠識(shí)別每一棵果樹(shù)的樹(shù)心位置，并實(shí)現(xiàn)變量噴灑。

新一年大疆在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的策略

隨著各地對(duì)植保無(wú)人機(jī)補(bǔ)貼的增加，農(nóng)戶(hù)對(duì)飛防認(rèn)知的深入，越來(lái)越多作物的飛防植保方案獲得突破，這個(gè)市場(chǎng)有望繼續(xù)獲得新一輪的增長(zhǎng)。 

雖然市場(chǎng)在增長(zhǎng)，但整個(gè)市場(chǎng)的核心邏輯并沒(méi)有發(fā)生徹底的改變，“入門(mén)門(mén)檻高”、“單機(jī)作業(yè)效率低”、“商業(yè)模式單一”依然是飛防產(chǎn)業(yè)目前所面臨的三大核心矛盾。要推動(dòng)中國(guó)植保走向規(guī)?；?、數(shù)字化的時(shí)代，就必須解決現(xiàn)階段的核心矛盾。 

DJI大疆創(chuàng)新公關(guān)總監(jiān)謝闐地表示，“大疆希望腳踏實(shí)地地，把人工智能技術(shù)普及到農(nóng)業(yè)實(shí)踐中。此次聯(lián)合國(guó)內(nèi)最權(quán)威的農(nóng)業(yè)科研院校之一——中國(guó)農(nóng)科院植保所，也正是體現(xiàn)大疆農(nóng)業(yè)切實(shí)履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，不喊口號(hào)不炒概念，讓大疆的優(yōu)勢(shì)技術(shù)真正落地，惠及三農(nóng)。”