田间地头也要布满高科技？

在很多人的印象里，农业是一个非常传统的行业。

需要农民伯伯亲自拿着锄头去地里挖土、播种、浇水、施肥。尽管在一些地方已经有了大型收割机、耕地机之类的机械设备，但除草、灭虫、巡田这样的事情，还是需要人类亲力亲为。

但在AI的帮助下，农业已经开始发生变化。浇水不湿手，除虫不下地已经成为可能。

传统农业工作量大，且依赖于经验

种地这件事看起来很简单，但绝不是简单地把种子埋在土里浇浇水施施肥就行了的。农业生产是一项非常复杂的工程。

比如，在什么时候浇水？浇多少水？要不要施肥？施哪种类型的肥料？幼苗周围有没有混杂杂草？农田中发现的虫子到底是不是害虫？这些都不是容易的事。

在过去，农民们需要根据经验来进行判断，可单纯依靠主观经验也会遇到一些问题。

比如，不同农田土壤对水分的贮存能力不同，每一年的降水情况也都不一样，怎样浇水最合适，这些都会因农民经验产生差异。

另外，如果仅仅靠人力巡田，分辨杂草和害虫，难免会有一些遗漏，等灾害扩大了，可能会造成更严重的损失。

而在这个过程中，AI就可以提供帮助。

AI带来精准农业

AI能够给农业带来的变化非常多，我们主要从精准农业这个角度说一说。

精准农业又叫精确农业，简单地说就是对于每一片农田，甚至每一株农作物或者牲畜进行精准管理，从而节约成本，提高产量的农业生产方式。

比如，在江苏省农科院的“AI番茄”田里，就遍布着大量的传感器。

包括温度湿度传感器、土壤传感器、水质传感器，以及瞄准农田各个角度的摄像头，甚至还有小型的气象探测设备。

这些设备收集到的数据将汇入智能终端，对农田和农作物的状况进行判断，进行精确地浇水施肥，确保每一株番茄都能结出高质量的果实。

另外，在去除杂草和消灭害虫方面，AI同样可以发挥重要作用。

相信你对于识花软件一定不陌生吧？在公园里看见不认识的花，随手一扫就能知道它的名字。而类似的技术也可以用于杂草识别。

比如，Blue River Technology公司就是用图像识别技术区分杂草，并且有针对性地喷洒除草剂，减少除草剂的过度使用。

另外，AI技术和自动化设备的结合，也让更加智能的机械设备进入了田间地头。

比如，哈工大机器人实验室与华工科技联合研发了一款激光除草机器人。它不需要人类驾驶员，通过自动驾驶技术就可以实现24小时田间巡视，并且用图像识别技术识别脚下的地面，一旦发现杂草，就使用激光定点清除，听起来有点像科幻片里的画面。

还有，FarmDroid公司的FD20机器人，它不仅可以除草，还可以自动播种，在播种的同时记录下种子的位置，定期自动巡逻除草。这种机器人还配备了多块太阳能电池组，几乎可以24小时不间断工作。

除了除草，除虫也是农业生产中重要的一环。根据联合国粮农组织的数据，害虫破坏了全球40%的农作物，每年造成了2200亿美元的损失。

因此消灭害虫也是保护粮食的重要环节，对此，AI技术同样可以提供帮助，比如图像识别技术不光可以用在人脸识别、猪脸识别上，也可以用在虫脸识别上，帮助农民识别出害虫，进行精确防控。

比如斯洛文尼亚公司的Trapview系统，就是通过陷阱诱捕田间的害虫，通过图像识别认出它们的身份，并且根据它们在田间的位置以及气象数据，分析出害虫可能危害的范围，给出用药建议。

而在喷洒农药消灭害虫的时候，无人机飞手也取代了原来的农药喷洒员。无人机能比人类更快更好地穿越农田，精确喷洒农药，减少农药使用量，节约人力。

AI能做的远不止这些

除了在农作物种植、消灭杂草害虫上提供帮助，AI还能在更多方面为农业提供帮助。

比如，过去的自动收割机虽然可以批量收割小麦、玉米等农作物，但对于草莓、蓝莓、西红柿之类的农作物，依然是以人工收集为主。

现在，农业机器人可以用图像识别技术找出成熟的果实，利用柔性机械爪轻柔地摘下它们，实现全自动采摘，解放人力。

在畜牧业中，AI也可以帮助人类定位识别牲畜个体、估算重量、检测健康状况以及精确投喂饲料。另外，AI也可以结合农场牧场的环境、气候、土地条件以及市场数据，为农场牧场的管理者提供合理的策略，提高农场的经济效益和可持续性。

未来展望：

AI在农业上的应用，可以说是传统与科技的完美融合。

AI为农业带来的新质生产力，将大大提高农业生产效率，减少资源浪费，增强农业的可持续性。

相信随着AI技术的不断发展，AI将成为人类粮食安全守护战的重要盟友。

作者：云纪御 科普创作团队

审核：秦曾昌 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 副教授

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