人工智能引领农业迈入崭新时代

文|赵春江 中国工程院院士 国家农业信息化工程技术研究中心主任

智能农业是按照工业发展的方式理念，以信息和知识为核心要素，通过互联网、物联网、云计算、大数据、智能装备等现代信息技术与农业深度跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。目前，面向我国农业重大需求和世界智能农业科技的前沿，应积极推进人工智能技术与农业深度跨界融合，构建具有中国特色的智能农业技术体系、应用体系、服务体系，变革农业传统生产方式，推进农业现代化。

人工智能指用计算机模拟或实现的智能，亦称人造智能或机器智能。作为计算机科学的一个重要分支，人工智能着眼于探索智能的实质，模拟智能行为，最终制造出能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。经过多年发展和信息环境的重大变化，人工智能已步入一个崭新时代。

科技发展为智能农业技术的农业应用提供条件

互联网的普及，传感网的渗透，大数据的涌现，数据和信息在人类社会，物理空间和信息空间之间相互作用、交叉融合，人工智能发生了深刻变化。当前，人工智能进入了加速发展的新阶段，日益成为国际竞争的新焦点、经济发展的新引擎、社会建设的新机遇，其发展也将深刻改变人类社会生活。

随着我国土地流转、农业规模化发展，新型农业经营主体的壮大，为推进人工智能技术农业创新应用提供了良好条件。电脑替代人脑、机器替代人力、自主技术替代进口，人工智能技术在农业领域应用的新模式、新手段和新生态系统，使人工智能技术与农业深度融合发展演进为一个农业的新业态——智能农业。

智能农业是按照工业发展的方式理念，以信息和知识为核心要素，通过互联网、物联网、云计算、大数据、智能装备等现代信息技术与农业深度跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。

国外的人工智能技术如何重塑现代农业

在国外的实践中，传感器、机器人、人工智能是如何重塑现代农业的？以美国的大企业孟山都为例，孟山都提出了世界新型农业操作系统AOS，核心要素是根据市场来确定农产品的数量，以数据为基础来构建模型进行决策以应对风险；将人工智能技术，如数据挖掘和深度学习等应用于农事的各种操作过程，根据实际反馈进一步优化各投入管理流程，最终实现农业的最大利益。AOS体现了一个核心理念，就是从产品控制到技术控制到服务控制再到数据智能控制。此外，美国卡内基梅隆大学国家机器人实验室有一个项目，研制出专门的田间机器人用于农田信息的实时采集。

欧洲在欧盟FP7计划支持的未来农场项目“Future Farming”，研发出除草机器人，以机器除草替代化学农药的使用，最大限度减少农药使用给环境带来的负面影响。欧洲大田作物的智能化管理已经形成了相对成熟的模式，春夏秋冬每个季节做什么，怎么做形成了固定的程序。欧洲的葡萄园管理也有相对固定的模式，全靠机器管理，机器设备通过网络连接，传感器实时信息采集，形成共享大数据，并支持农民对果园各个管理环节的科学决策。

在亚洲，日本早在1984年就发布了《人工智能与农业——精农技术与尖端技术的融合》白皮书，强调了人工智能对农业的变革。2014年，在首相安倍晋三的支持下，日本制定了“战略创新/创造计划”(SIP)，其中有个农业项目叫：下一代农林水产业创造技术项目,该项目主要是利用现代信息技术和智能装备，节约人工成本，提升农业生产力和农民效益。

人工智能2.0技术与农业深度跨界融合

未来五至十年对农业有重要影响的人工智能技术，一是认知计算技术，包括大数据的挖掘分析、图像处理等等；二是深度强化学习；三是智能机器人；四是会话式人机用户界面，该项对农业人员使用计算机是个重大变革；五是区块链，这将对对农产品安全有重大影响；六是高速的5G技术，对农业的可视化具有非常重要意义。

2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》）明确了我国新一代人工智能发展的战略目标：到2020年，人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，人工智能产业成为新的重要经济增长点，人工智能技术应用成为改善民生的新途径；到2025年，人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展；到2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。

《规划》提出，要研制农业智能传感与控制系统、智能化农业装备、农机田间作业自主系统等。要建立完善的天空地一体化的智能农业信息遥感监测网络，建立典型农业大数据智能决策分析系统。要开展智能农场、智能化植物工厂、智能牧场、智能渔场、智能果园、农产品加工智能车间、农产品绿色智能供应链等集成应用示范。

目前，面向我国农业重大需求和世界智能农业科技的前沿，应积极推进人工智能技术与农业深度跨界融合，构建具有中国特色的智能农业技术体系、应用体系、服务体系，变革农业传统生产方式，推进农业现代化。要加快建立“信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性服务”的农业智能技术体系。面向现代农业发展需要，加大投入，开展智能农业关键技术研发、智能农业重大产品创制，主要包括农业智能感知、智能控制、自主作业、智能服务等技术产品。以需求为导向，积极开展智能农业技术集成应用，包括智能农场、温室、果园、牧场、渔场、农产品智能加工车间与绿色智能供应链等技术集成系统。

人工智能的潜力十分巨大，将其应用于我国农业中，将进一步提升我国农业信息化水平，提高农业生产的经济效益，是现代农业的重要发展方向。现在人工智能研究者们正在辛勤耕耘，在不久的将来，人工智能技术能够更好地为人类服务，它将大大改善人类生活，带来巨大的社会经济效益。在它的引领下，农业将迈入智能化的崭新时代。