農(nóng)業(yè)，一個在泥土中翻滾的龐大產(chǎn)業(yè)，正在與最前沿的高新科技“正面交鋒”。這些碰撞，發(fā)生在萬里沃野、深山老林、羊圈雞舍，也發(fā)生在剛剛建好的大規(guī)模農(nóng)園、現(xiàn)代化大棚，有的甚至還懸浮在實驗室里。但這一切，或許正以超過我們想象的加速度發(fā)生。
智慧農(nóng)業(yè)的種種實踐，關(guān)乎人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，由機(jī)器人、無人機(jī)、智能芯片實現(xiàn)，但透過種種技術(shù)，我們看到的是越來越多“新農(nóng)人”顛覆了舊有觀念，正在向著新的希望奔赴。
科技投入“在當(dāng)下”
上海生鮮平臺叮咚買菜上的小番茄“美人果”，在上海封控期間“一戰(zhàn)成名”。
4月23日那天，從山東聊城長途跋涉而來的“美人果”在平臺上線，成為上海抗疫時期的保供蔬菜，兩天銷出超7000份。在那個特殊時期嘗到的甜度達(dá)到10（甜度檢測最高等級）的小番茄，足以被人長久記住。
“美人果”背后的企業(yè)有較強(qiáng)的科技能力和營運(yùn)能力，經(jīng)營者王攀的成功并不是偶然，他所經(jīng)營的農(nóng)業(yè)也絕不是“靠天吃飯”的傳統(tǒng)行業(yè)。這名80后“新農(nóng)人”經(jīng)營著一個1200畝的蔬菜基地，他學(xué)的是金融，干過銀行工作，也參與過地產(chǎn)企業(yè)的農(nóng)業(yè)板塊運(yùn)營，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有著一份與眾不同的見解：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的品控不穩(wěn)定，也不能產(chǎn)生穩(wěn)定的收益，只要注入互聯(lián)網(wǎng)思維和科技手段，“顛覆”并非難事。
他創(chuàng)立的農(nóng)業(yè)模式直接有效：將科技力量注入農(nóng)業(yè)產(chǎn)供銷整個鏈條，只做訂單農(nóng)業(yè)，只做小番茄這一個品類，在一件事情上深耕到底。
“每個環(huán)節(jié)都需要科技支撐。”王攀選中“釜山88”品種，成為國內(nèi)較早開始規(guī)模化種植該品種的團(tuán)隊之一。這種小番茄口感爆漿、甜度高，但由于種植難度大、成本高、產(chǎn)量低、植株抗病蟲害能力比較弱等原因，很多傳統(tǒng)農(nóng)人不敢碰它。
培育品種之初，他就摸準(zhǔn)了互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)產(chǎn)品銷售的痛點進(jìn)行“精準(zhǔn)打擊”：通過技術(shù)測試控制小番茄的農(nóng)殘，從而解決食品安全問題；反復(fù)測試產(chǎn)品甜度，做到品控標(biāo)準(zhǔn)化。科學(xué)數(shù)據(jù)幫助他規(guī)范種植方法、優(yōu)化用肥方案和澆灌計劃，并隨時跟蹤植株生長情況。比如，植株還未出果時就要修剪掉多余的枝蔓，僅保留最好的一枝讓其慢慢長大；比如，白天要保持棚內(nèi)陽光充足，溫控在30℃左右，夜晚則要在合適的溫差下保證它們充足的“休息”；此外也不做催熟，讓果實天然枝熟100天，只施自然發(fā)酵的糞肥和生物有機(jī)復(fù)合肥，還會澆灌魚蛋白……這種條件下長大的小番茄，抗病性有所提高，果實的外表和鮮度、甜度數(shù)據(jù)都更佳。
這幾年，大棚里不斷添置各種科技裝備，就像居室里的智能家電越來越多，生活智慧化程度隨之也越來越高。王攀覺得，新添置的智能噴淋設(shè)施性價比很高，每畝成本1300元左右，可以將葉面肥、殺蟲劑等瞬間霧化并噴灑，均勻地覆蓋到所有植株。占地4畝的大棚，3分鐘就能完成噴淋，不再需要預(yù)留工人施肥的人行通道，還可以增加棚內(nèi)的可耕作面積。以前，這4畝地需要2個工人花費(fèi)整整2天才能完成施肥。
“其實這種噴淋設(shè)備早幾年就有了，但我直到去年才用上。”王攀也一直在反思自己的“保守”。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，科技的投入不是一時半刻能收回成本的，畢竟他雇用著100多名當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，其中不少是貧困戶，他希望讓他們獲得穩(wěn)定收入，因此一直在努力維持著投入和產(chǎn)出比。如今公司開始穩(wěn)步贏利，他也下決心加大科技投入，因為這樣才能加速把規(guī)模做起來。王攀的目標(biāo)是做中國的“小番茄大王”，就像他的山東老鄉(xiāng)馬鐵民那樣，成為“生菜大王”。
也正因為較短時間里能摸索出成熟的種植模式，王攀才有能力接到互聯(lián)網(wǎng)平臺的種植訂單。要知道，在app上下單購買果蔬的用戶可比菜場里的消費(fèi)者挑剔多了，沒有經(jīng)過自己雙手挑選、送上門的農(nóng)產(chǎn)品，人們希望它們是“標(biāo)品”，每一個小番茄都差不多大、差不多紅、差不多甜。要不是科技加持，這種標(biāo)準(zhǔn)怎么可能達(dá)到？
據(jù)說，叮咚買菜在確定合作之前，曾對王攀的團(tuán)隊和種植基地進(jìn)行了多次實地考察和第三方評測，并商定出合理的全年供應(yīng)價格標(biāo)準(zhǔn)，以較為穩(wěn)定的采收數(shù)量和新的種植標(biāo)準(zhǔn)來簽訂農(nóng)業(yè)訂單，形成“以銷定產(chǎn)”的產(chǎn)業(yè)模式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)銷分離式采購，最大程度上化解市場不穩(wěn)定對農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)生的風(fēng)險。
這個訂單倒逼著王攀打造了一個“番茄工廠”，王攀投入了兩條自動化生產(chǎn)線，用于種植、采收之外的分揀和包裝工作。這也是他能為近千里之外的城市保供的原因。疫情封控時期，他每天早上起來第一件事，就是組織工人將大棚里的新鮮果子采收起來，按每350克一份的規(guī)格包裝好，裝車運(yùn)往叮咚買菜的上海蔬果大倉。
聽了這個故事，也許我們也會和王攀一樣不由得感慨一句：“讓智慧農(nóng)業(yè)到來的腳步更快一些吧。”
比市場“快了兩步”
如果說王攀略先于市場需求作出了判斷和選擇，那么上海人黃震就比市場“快了兩步”。
位于上海崇明中興鎮(zhèn)的萬禾生態(tài)羊場，獲得了“全國唯一有機(jī)崇明白山羊養(yǎng)殖場”稱號，黃震正在研發(fā)的一套羊臉識別系統(tǒng)，估計不久就可以投入使用了。
這個羊場有點不可思議，簡直是羊的集體宿舍區(qū)。里面聞不到什么異味，沒有一堆堆糞便，每只羊都有自己的“身份證”——耳標(biāo)，各色標(biāo)記是疫苗接種憑證。管理員根據(jù)羊的體形分配“宿舍”，保證每個宿舍的羊不用排隊便能吃上飼料；懸掛吊頂?shù)臄z像頭實時監(jiān)控，以便及時處理突發(fā)情況。
“等到羊臉識別系統(tǒng)上線后，人就更加輕松了。”黃震說，如今管理員還需要和獸醫(yī)配合，每天去羊圈巡邏幾次，以便觀察羊的健康狀況。以后，管理員可以在手機(jī)上通過實時傳送的圖像觀察羊群，減少實地檢查的次數(shù)。
他投了幾百萬元做這件事。羊臉識別系統(tǒng)比人臉識別讀出的數(shù)據(jù)更多，系統(tǒng)可以通過圖形識別羊的體征，及時發(fā)現(xiàn)山羊流涕、口瘡等病征；用紅外線測體溫，從源頭上監(jiān)測山羊的身體狀況，一旦羊的體溫超過40°c，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報通知農(nóng)場獸醫(yī)；而通過電子耳標(biāo)，還可以識別出羊的系譜。這套系統(tǒng)從2019年就開始設(shè)計，其間不斷調(diào)整優(yōu)化，二期養(yǎng)殖場中的1000只核心種母羊均已植入芯片供人工智能進(jìn)行學(xué)習(xí)、測試，通過分析山羊每天的行為，人工智能不斷優(yōu)化算法程序，論證5g智慧助力養(yǎng)殖的可行性，保證明年萬禾三期養(yǎng)殖場項目正式啟動后，系統(tǒng)能精準(zhǔn)預(yù)測、實現(xiàn)設(shè)計目的。
高科技農(nóng)業(yè)總是“聽起來很美”，卻讓許多農(nóng)人望而卻步，原因還是在于投入和產(chǎn)出。“短期肯定是無法收回成本的，什么時候能回本還不知道，但這件事肯定要做。”這幾句話“說了等于沒說”，但恰恰真實地反映了行業(yè)現(xiàn)狀。黃震覺得，長遠(yuǎn)來看，投入建設(shè)羊臉識別系統(tǒng)肯定能有產(chǎn)出，它能準(zhǔn)確反映山羊的繁育和健康狀況，也能大大降低人的勞動強(qiáng)度，從而穩(wěn)定提升羊肉質(zhì)量。
他算了筆細(xì)賬：現(xiàn)在二期羊場約3000只規(guī)模，有11個人在管理。未來，如果三期羊場全面自動化的話，擁有萬只山羊規(guī)模的羊場只需要7個人就可以管理了，而且生產(chǎn)效率和效能會大大地增加。“未來的三期羊場將全部翻新，實現(xiàn)智能化全覆蓋。山羊冬吃黑麥草、夏吃蘇丹草，半年換茬供鮮草，‘兩無化’稻米秸稈回收發(fā)酵，按比例粗細(xì)糧搭配顆粒化飼料。為防止13個系譜的白山羊近親繁殖，宿舍已經(jīng)分區(qū)，同時人工一一配對繁殖，推進(jìn)育種改良……”
像這樣比市場“快了兩步”的農(nóng)業(yè)高科技布局，正在為越來越多的規(guī)模化農(nóng)業(yè)企業(yè)所接受。對于這種趨勢，做了20多年工業(yè)、如今“跨界”農(nóng)業(yè)的上海大學(xué)工程技術(shù)研究院副院長張侃諭感受較為深刻。他是國內(nèi)最早提出“智慧農(nóng)業(yè)”概念并給出確切定義的人，在他看來，“智慧農(nóng)業(yè)”就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，運(yùn)用傳感器和軟件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制。除了精準(zhǔn)感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農(nóng)業(yè)還包括農(nóng)業(yè)電商、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等。
張侃諭創(chuàng)建的高科技農(nóng)業(yè)公司并不直接從事種植和養(yǎng)殖，而是用現(xiàn)代化手段對農(nóng)業(yè)進(jìn)行“工業(yè)化改造”，幫助農(nóng)園、大棚、養(yǎng)殖基地進(jìn)行智慧升級。
他剛剛為陜西一家智慧園區(qū)示范基地做的5年規(guī)劃很吸引人，這個規(guī)劃足以讓整個園區(qū)脫胎換骨：“全自動育苗工廠”可以實現(xiàn)水培蔬菜種苗和無土栽培，還有“自動播種流水線”“立體多層催芽室”等；高科技溫室能實現(xiàn)超長距離通風(fēng)、布風(fēng)均勻，還配備加熱系統(tǒng)、二氧化碳補(bǔ)充系統(tǒng)等；今后，機(jī)器人可以在升降式空中草莓大棚里摘草莓，它們的抓取機(jī)械手、旋轉(zhuǎn)機(jī)械手比熟練的工人更快。
“中國未來的智慧農(nóng)業(yè)大有希望。”張侃諭對此是有發(fā)言權(quán)的，因為以前只有實力雄厚的大企業(yè)敢于問津他的項目，如今全國各地的政府部門、農(nóng)業(yè)企業(yè)都希望他來設(shè)計改造方案。“變化就在近幾年，而且，以后變化的速度會越來越快。”
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“懸浮”在實驗室里
一些有資本支撐的農(nóng)產(chǎn)品平臺，連同一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專家學(xué)者等“頂級大腦”，則以更超前的思維在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新。
上海互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拼多多，從2020年開始聯(lián)合中國人工智能學(xué)會、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心等單位主辦“中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新大賽”，如今，第二屆比賽不久前截止征集。主辦方的用意很明確，想通過產(chǎn)學(xué)研的共同努力，尋找并支持國內(nèi)優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)科研人員，加速推動智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。
這種形式的創(chuàng)新，果然引起了國內(nèi)高校、科研院所、科技企業(yè)的關(guān)注。前來參賽的項目在農(nóng)林牧漁領(lǐng)域全面開花，既有設(shè)施園藝機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)、全自動垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)等綜合性機(jī)器人項目，也有壟作草莓收獲機(jī)器人、水下圍網(wǎng)巡檢機(jī)器人、畜禽舍防疫消毒機(jī)器人等垂直領(lǐng)域的“機(jī)器人天團(tuán)”……
一家來自北京的農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心打通了園藝作業(yè)機(jī)器人的技術(shù)“任督二脈”，機(jī)器人可以做到智慧管控、園區(qū)巡檢、自主運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)噴藥、自動授粉等，基本覆蓋了農(nóng)業(yè)的全生產(chǎn)流程。浙江大學(xué)李建平教授對自己設(shè)計的“ai魚——智能魚類疫苗自動注射機(jī)”很有信心：“ai魚”利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對魚苗的注射位置進(jìn)行智能識別，可替代手工注射。“ai魚”的注射效率可達(dá)每小時1200尾，注射成功率達(dá)99%以上，注射一個月后存活率達(dá)90%。
許多專家學(xué)者高度關(guān)注著這樣的嘗試。中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心首席科學(xué)家趙春江覺得，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展是一個全球都在關(guān)心的話題，我國農(nóng)業(yè)機(jī)器人正處于起步階段，很多技術(shù)包括機(jī)器算法、感知系統(tǒng)等都需要持續(xù)探索。
國際合作也在以一些有趣的形式開展。騰訊公司的“ai+農(nóng)業(yè)”探索也備受注目，騰訊ai lab（人工智能實驗室）與世界著名農(nóng)業(yè)學(xué)府荷蘭瓦赫寧根大學(xué)聯(lián)手挑戰(zhàn)“智慧溫室種植”，雙方的專家學(xué)者用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)優(yōu)化種植決策，遠(yuǎn)程自動控制溫室種植番茄、黃瓜等，為農(nóng)業(yè)智能決策與溫室自動控制提供了一種“實驗室范式”。兩年中，人工智能種出的農(nóng)作物收成都超過了人類，騰訊首席探索官網(wǎng)大為說，這代表ai能做好溫室的“高級管理員”，和人類協(xié)作完成任務(wù)，“我們將不斷致力于推動這類ai的應(yīng)用落地，幫助人類應(yīng)對‘地球級挑戰(zhàn)’，包括與人類息息相關(guān)的物、能源、水資源和氣候等大問題。”
如今，發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村成為全球共識。這幾年，多國政府相繼推出智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展計劃，如德國、荷蘭、日本等，規(guī)劃用現(xiàn)代信息技術(shù)與先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備推進(jìn)“農(nóng)業(yè)4.0”，為小農(nóng)戶搭建智慧服務(wù)平臺等，讓最前沿的技術(shù)在田間地頭實現(xiàn)。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和中央網(wǎng)信辦發(fā)布的《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》描繪了中國數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展新藍(lán)圖——到2025年，數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)取得重要進(jìn)展，有力支撐數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略實施。農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)采集體系建立健全，天空地一體化觀測網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源體系、農(nóng)業(yè)農(nóng)村云平臺基本建成。數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系加快融合，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得明顯進(jìn)展……
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記者手記
借助ai和機(jī)器學(xué)習(xí)，人類正在解救自己
有這么一個瞬間，我感受到智慧農(nóng)業(yè)就在我的舌尖。
農(nóng)產(chǎn)品電商平臺上有一段視頻，云南瀘水地區(qū)的一個貧困村里，年輕的村民正在遠(yuǎn)程管理怒江峽谷里的果園，為初掛果的沃柑施肥。他拿著手機(jī)操控水肥灌溉一體化設(shè)備，畫面顯示，除了自動化灌溉以外，還有一架多旋翼無人機(jī)正在低空盤旋，為果樹施藥，天、空、地一體化農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)實時給出的植物健康指標(biāo)也同步傳遞到手機(jī)上……
那是我去旅游過的怒江大峽谷，當(dāng)?shù)氐貏萜鹇洹⑷悍辶至ⅲ瑩?jù)說村里幾乎沒有完整的大片土地，全部零散分布在大山間。真不可思議，在科學(xué)家和農(nóng)科技術(shù)的加持下，“荒涼石頭山”這幾年竟然變成了現(xiàn)代化智慧果園。
我想嘗一嘗這溫差大、積溫高、光照強(qiáng)的無污染地區(qū)所種植的柑橘，于是點擊下了一份訂單，購買方便、價格也不貴。沒過幾天，我真的吃到了和畫面顯示一樣的美味沃柑。
在通過味蕾感受智慧農(nóng)業(yè)的同時，其實我們都是懷有某種隱憂的。根據(jù)聯(lián)合國關(guān)于人口與饑餓問題的預(yù)測數(shù)據(jù)，到2050年，全球人口將增加20億，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力需提高60%才能提供充足的食物。而疫情的到來也加劇了擔(dān)憂，各種“極限情況”可能摧毀我們的食物，讓我們無法到田間地頭去耕作，也無法采收果實、飼養(yǎng)牲畜，更無法保障食品安全。這幾年一些全球熱門影視劇就有不少聚焦未來可能出現(xiàn)的農(nóng)業(yè)危機(jī)，反思并提出解決辦法。
好在也有一些撫慰人心的數(shù)據(jù)：一家國際研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的預(yù)測報告顯示，到2025年，全球在物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的支出預(yù)計將增長兩倍，達(dá)到153億美元；僅農(nóng)業(yè)方面的ai（人工智能）技術(shù)與解決方案支出也將大幅增長。電影鏡頭中的農(nóng)業(yè)機(jī)器人、全自動化工廠甚至建造在外星球上的種植基地，或許不久就會成為現(xiàn)實。
人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)可能成為幫助我們應(yīng)對危機(jī)的核心技術(shù)，但最終解救我們?nèi)祟惖倪€是我們自己。我在采訪中深深感受到，不管是“一分投入一分產(chǎn)出”的高效訂單農(nóng)業(yè)，還是比市場“快了兩步”的智慧農(nóng)園建設(shè)，或者是尚且“懸浮”在實驗室里的試點，科學(xué)技術(shù)只有被農(nóng)業(yè)一線經(jīng)營主體所運(yùn)用——包括農(nóng)戶、家庭農(nóng)場、合作社以及龍頭企業(yè)等，農(nóng)業(yè)才能真正擺脫“靠天吃飯”的狀態(tài)。
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智慧農(nóng)業(yè)的每一種實踐，最終都要回歸到田間、回歸到大棚。相比一些發(fā)達(dá)國家，我們的智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)水平和應(yīng)用水平整體還有差距，因起步較晚、基礎(chǔ)薄弱，農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)模型與核心算法等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品尚不成熟，目前正在加速創(chuàng)新，逐漸擺脫“跟跑模仿”階段。
好在越來越多的人正在奔赴這個行業(yè)：科研人員正在完善基于人工智能監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤每塊作物田地的實時視頻源，借此識別動物或人類的違規(guī)行為并發(fā)出警報；產(chǎn)量映射是一項關(guān)鍵農(nóng)業(yè)技術(shù)，人們通過監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從大規(guī)模數(shù)據(jù)集內(nèi)查找模式，由此精準(zhǔn)制定作物生產(chǎn)規(guī)劃，其重大價值將難以衡量；還有，一些既懂科學(xué)技術(shù)又懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“新農(nóng)人”，雇用貧困村民從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，帶領(lǐng)更多人一起致富。盡管更多農(nóng)活將被機(jī)器人所取代，但“人力”依然必不可少，有經(jīng)驗的農(nóng)人將成為機(jī)器的管理者、系統(tǒng)的協(xié)同者，真正從面朝黃土背朝天的辛勞中解脫出來……
看得出，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展必然呈體系化，需要政府、企業(yè)聯(lián)動，需要解決政策、資金、人才等多方面問題。智慧農(nóng)業(yè)未來可期，因為它是全人類的共同期盼。
