根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)報告，我國智慧農(nóng)業(yè)的潛在市場規(guī)模有望由2015年的137億美元增長至2020年的268億美元，年復(fù)合增長率達(dá)14.3%，市場前景十分廣闊。
如今，農(nóng)民也漸漸開始了解和接受用高新科技武裝農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高作物整體產(chǎn)出。越來越多的田間使用的植保無人機(jī)就是一個開端，相信不久之后，當(dāng)人們習(xí)慣了數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)帶來的高效便捷，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、認(rèn)知計算和人工智能這些現(xiàn)在看來高大上的技術(shù)，會慢慢滲透到田野間。
前美國航空航天局（NASA）大數(shù)據(jù)科學(xué)家張弓2015年回國創(chuàng)立了自己的公司——佳格天地，公司的任務(wù)是通過衛(wèi)星和氣象大數(shù)據(jù)收集、處理、分析和可視化系統(tǒng)，為農(nóng)場提供種植面積測算、作物長勢監(jiān)測、生長周期估算、產(chǎn)量預(yù)估、自然災(zāi)害預(yù)測、病蟲害預(yù)警等服務(wù)。
他們在陜西千陽承包了千畝蘋果園，蘋果開花的周期只有一周，張弓和他的團(tuán)隊正在完成一項看似不可能的任務(wù)，利用衛(wèi)星和航拍，數(shù)清每一棵樹上蘋果花的數(shù)量，而且要精確到每一朵，通過對蘋果花數(shù)量的評估，以及后續(xù)一系列大數(shù)據(jù)分析，對蘋果的未來產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)估。
衛(wèi)星探測蘋果花
藍(lán)河科技是位于美國硅谷一家主要研究用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的計算機(jī)視覺技術(shù)的初創(chuàng)公司。是由2名斯坦福大學(xué)學(xué)生創(chuàng)立的，開發(fā)出了的產(chǎn)品包括：精密除草劑噴霧機(jī)器人See & Spray、間苗機(jī)器人LettuceBot、植保無人機(jī)、作物長勢分析軟件ARPA-E TERRA等。2017年被美國最大農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商約翰迪爾公司以3.05億美元收購。
藍(lán)河科技發(fā)明的機(jī)器人可以通過安裝在架子上的攝像頭“看到”秧苗，在幾毫秒之內(nèi)，它就能識別出強(qiáng)壯的植物，并給弱小的植物施肥。
藍(lán)河科技總部，機(jī)器人正在學(xué)習(xí)區(qū)分雜草
藍(lán)河科技的See and Spray（看而噴）系統(tǒng)可以用來消除棉花田中的雜草，這個系統(tǒng)利用AI來分析高分辨率圖像，并檢測出雜草的存在和位置。另外，實(shí)踐表明，通過高度精確和有針對性的噴霧應(yīng)用，他們可以減少90%的除草劑用量。
See and Spray技術(shù)檢測并除去雜草
要想通過AI改變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，那么全方位全階段的滲入則是勢在必行。
產(chǎn)前：育種選種、土壤分析
在產(chǎn)前階段，可利用物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)，對灌溉用水、土壤成分乃至農(nóng)作物的市場周期需求進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測，選擇適合種植的農(nóng)作物品種，避免產(chǎn)銷脫節(jié)引發(fā)價格劇烈波動，造成經(jīng)濟(jì)損失和農(nóng)產(chǎn)品浪費(fèi)。另外，云計算、大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，還可以幫助篩選和改良農(nóng)作物基因，達(dá)到提升口味、增強(qiáng)抗蟲性、增加產(chǎn)量的目的。
產(chǎn)中：病蟲害管理、自動采收
在產(chǎn)中階段，人工智能技術(shù)可用于監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)和農(nóng)作物生長情況。通過建立病蟲草害特征分類數(shù)據(jù)庫，并利用計算機(jī)視覺技術(shù)識別作物品種、病害程度和雜草生長情況，可實(shí)現(xiàn)智能預(yù)防和管理病蟲草害，減少經(jīng)濟(jì)損失。不僅如此，這在一定程度上還可減少除草劑和殺蟲劑的使用，提升農(nóng)產(chǎn)品安全性，減輕環(huán)境影響。
針對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“看天吃飯”的缺陷，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)處理衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，可預(yù)測天氣等環(huán)境變化對作物的影響，提前應(yīng)對。在采收環(huán)節(jié)，計算機(jī)視覺技術(shù)與機(jī)械臂或機(jī)器人結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)24小時自動化采收，節(jié)省人力，降低成本。此外，大數(shù)據(jù)處理和語音識別等技術(shù)可運(yùn)用于農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)中，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供專業(yè)咨詢服務(wù)和指導(dǎo)，幫助解決生產(chǎn)中各種技術(shù)問題。
產(chǎn)后：品質(zhì)檢測、優(yōu)化物流
在產(chǎn)后階段，具有計算機(jī)視覺的機(jī)械臂可進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品售前品質(zhì)檢測、分類和包裝等工作；用大數(shù)據(jù)分析市場行情，可幫助農(nóng)產(chǎn)品電商運(yùn)營，引導(dǎo)企業(yè)制定更靈活準(zhǔn)確的銷售策略；通過人工智能遺傳算法和多目標(biāo)路徑優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，可對物流配送路徑進(jìn)行智能優(yōu)化，完善生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈等。
數(shù)字化農(nóng)業(yè)對企業(yè)的技術(shù)水平有了更高的要求，在海外，活躍在這一領(lǐng)域的科技巨頭主要有思科（Cisco），IBM和微軟等。
思科正在開發(fā)用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）遠(yuǎn)程管理農(nóng)作物的技術(shù)，并且還投資了一家專注于計算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)處理研究的公司Prospera Technologies，開發(fā)農(nóng)業(yè)專用的人工智能系統(tǒng)。
IBM的沃森公司不僅應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療，也在開發(fā)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，開始用人工智能技術(shù)為農(nóng)業(yè)構(gòu)建數(shù)字模型，主要用于預(yù)測、模擬未來農(nóng)業(yè)可能出現(xiàn)的不確定性，幫助農(nóng)民作出更準(zhǔn)確的決策。
微軟則正在用機(jī)器學(xué)習(xí)和智能助手cortana、物聯(lián)網(wǎng)打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)解決方案，在印度播種實(shí)驗(yàn)中，微軟利用人工智能技術(shù)優(yōu)化了播種過程，使農(nóng)田每公頃平均產(chǎn)量提高了30％。
近些年，中國的幾個科技巨頭BATJ也都紛紛入局智慧農(nóng)業(yè)，嘗試用科技改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。首先是阿里發(fā)起農(nóng)村電商；京東計劃做全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧農(nóng)業(yè)；百度側(cè)重和農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行合作，搭建智能平臺。騰訊在今年4月份也宣布了自己的智慧農(nóng)業(yè)平臺。
ABC即AI，Big Data，Cloud Computing。ABC+農(nóng)業(yè)的核心是：通過IoT和智能傳感設(shè)備更精確更實(shí)時地收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各方面的信息，這些信息再實(shí)時地上傳到云端服務(wù)器，云端服務(wù)器由大數(shù)據(jù)支撐進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，把數(shù)據(jù)變成有用的信息，有些信息再轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的指令發(fā)給農(nóng)戶或者智能終端。
"MAP智農(nóng)”是中化農(nóng)業(yè)推出的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)，在百度云ABC（AI，Big Data，Cloud Computing）的深入賦能下，正在開拓出越來越多的應(yīng)用場景。在內(nèi)蒙古正藍(lán)旗農(nóng)場的馬鈴薯種植基地，“MAP智農(nóng)”能夠在異常天氣提醒方面，基于馬鈴薯生理模型，提前推送針對性氣象災(zāi)害發(fā)生概率、持續(xù)時間等信息給種植戶，提供未來3小時短臨降雨提醒；在農(nóng)事提醒方面，基于馬鈴薯的物候期需肥水規(guī)律，設(shè)立相應(yīng)的生產(chǎn)種植農(nóng)事歷，通過自動抓取關(guān)鍵生理指標(biāo)，結(jié)合種植模型和未來天氣，提前推送出最佳適宜施肥和灌溉建議；在病蟲害爆發(fā)提醒方面，基于馬鈴薯生理模型進(jìn)行與氣候強(qiáng)相關(guān)的病蟲害爆發(fā)概率、影響程度、爆發(fā)時間、病蟲害癥狀處理等信息內(nèi)容的推送。
2018年6月7日，云棲大會·上海峰會正式發(fā)布阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦，希望將人工智能與農(nóng)業(yè)深入結(jié)合，目前已應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖、蘋果及甜瓜種植，已具備數(shù)字檔案生成、全生命周期管理、智能農(nóng)事分析、全鏈路溯源等功能。
在陜西，10000畝海升蘋果的生產(chǎn)資料已經(jīng)匯聚到ET農(nóng)業(yè)大腦，可以對每棵果樹進(jìn)行個性化管理，大大提高果園的管理效率。果農(nóng)再也不用一筆一劃記錄每棵果樹的澆水量、施肥量、施藥量，再分頭錄入EXCEL匯總到管理層。一部手機(jī)、一個管理軟件，就可以實(shí)時記錄、實(shí)時同步相關(guān)人員；未來掃一掃果樹旁的二維碼，還能看到這棵果樹的歷史澆水、施肥、施藥情況。
通過對這些歷史數(shù)據(jù)的智能分析，ET農(nóng)業(yè)大腦能建立起一整套知識庫，指導(dǎo)果農(nóng)播種、施肥和耕作，提供最優(yōu)決策；還可以進(jìn)行智慧選址，針對不同品種的果樹選擇最適宜的水土環(huán)境。
阿里與國強(qiáng)合作社合作的“用AI扶貧”，將 ET農(nóng)業(yè)大腦應(yīng)用到了國強(qiáng)甜瓜圃：每個甜瓜都有一個二維碼身份證，對甜瓜全生命周期進(jìn)行監(jiān)控，確保瓜農(nóng)按照標(biāo)準(zhǔn)化手冊操作，不打激素，讓每一個瓜長足天數(shù)，是真正的“瓜熟蒂落”。
騰訊AI Lab的AI專家根據(jù)植物學(xué)、生物學(xué)和物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識進(jìn)行建模，建立起模擬氣候環(huán)境和作物生長的仿真器。
隨后，該團(tuán)隊開創(chuàng)性地搭建出一個農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)，通過創(chuàng)新的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，將iGrow農(nóng)業(yè)專家的知識和經(jīng)驗(yàn)自然地嵌入仿真器中，使人類專家能夠在種植密度、灌溉施肥、打頂剪枝等方面，實(shí)現(xiàn)對AI的有效干預(yù)，提高AI學(xué)習(xí)效率，最終在資源最優(yōu)化的同時，最大程度地提升了作物產(chǎn)量。
騰訊在國際人工智能溫室種植大賽種出的黃瓜，獲“AI策略”單項第一名、總分第二名的優(yōu)異成績。
AI為農(nóng)業(yè)賦能，已然成為了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然發(fā)展趨勢。
