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AI赋能农业:开启智慧农业新时代

本文围绕“AI+农业”展开,通过多个实例介绍了AI在农业育种、种植、产供销等各领域和环节的应用,分析了AI与农业结合面临的问题及解决办法,还探讨了AI对农业行业变革和农民角色转变的影响。

在2024年12月19日的江西省瑞昌市高标准设施蔬菜示范中心,我们可以看到工人们正忙碌地采摘着红彤彤的西红柿,这幅生机勃勃的画面被魏东升用镜头捕捉下来(人民视觉)。

时间来到3月16日,山东青岛莱西市沽河街道的田间,植保无人机在空中灵活飞舞,长臂喷雾机也有序作业,它们正在对小麦进行精心的管护,这一场景被张进刚记录(人民视觉)。

3月21日,在天津的一家智慧农业园区内,无人巡检机器人正有条不紊地进行巡控,新华社记者孙凡越用相机定格了这一画面。

与此同时,在湖北秭归的山地果园中,装载着“AI大脑”的无人机自如地穿梭,它能够自动识别田埂、沟渠、电线杆等复杂的地形特征;而在广东茂名,荔枝产业大数据平台完成了DeepSeek本地化部署,让病虫害诊断变得更加高效准确。

近年来,“AI+农业”有了不少的尝试。随着AI大模型技术不断地升级,农业的各个领域、各个环节又会迎来哪些新的机遇呢?这些尝试的效果究竟如何?带着这些疑问,记者展开了深入的采访。

育种装上“加速器”

在吉林公主岭那片广袤无垠的玉米试验田里,一台机器人在绿油油的叶片间快速穿梭,它精准地拍下植株的清晰影像。中国农业大学教授陈建向记者展示了这段视频,画面中的机器人,是他与团队的重要研究成果——搭载国产AI种业大模型“丰登”的智能育种机器人。

那么,育种机器人到底有什么功能呢?它又是如何替代人工的呢?陈建教授解释道:“我们都熟知袁隆平先生,他就是一位伟大的育种学家。过去,培育新品种主要依靠育种学家长期在野外观测和试验,这不仅非常辛苦,而且育种周期也相对较长。”

陈建与团队所做的,就是让智能机器人在田间地头对作物进行观测和判断,初步筛选出可能具有高产、抗病等潜在优质基因的植株,然后供育种学家进一步检测实验。陈建教授强调:“机器人的出现,就是要替代过去育种学家那些辛苦但技术含量相对不高的工作。”

有了AI大模型的赋能,相较于传统农机,智能育种机器人不仅能执行命令,还能自主完成类似人类的联想推理。比如说,它可以根据玉米的株高以及果穗数量等特征,判断这株玉米是否属于潜在优势植株,并决定是否调整行进轨迹重点感知。

陈建教授介绍,一个机器人每小时能完成2.5亩农田的检测。如果成百上千个机器人同时作业,那就能实现量的飞跃。根据观测结果完成初筛后,需要进入实验室检测的植株大幅精简,育种周期也明显缩短。

在实验室内,AI还能帮助科研人员快速查找优势植株的共性基因片段。陈建教授形象地说:“在表型检测和基因分析两个阶段,AI都能发挥作用。这就像给育种装上‘加速器’。”

育种对于农业的发展至关重要。种子是农业的“芯片”,种业是国家战略性、基础性核心产业。陈建教授满怀期待地说:“就像袁隆平先生的超级稻造福了全世界,我们希望借助AI加速育种,让小麦、玉米等粮食作物在高原、戈壁、盐碱地等恶劣环境下也能生长。这样,中国粮食安全就更有保障,人类的饭碗也会‘越端越稳’。”

农业有了“新农具”

除了服务于育种,AI又给普通农户的生活带来了哪些改变呢?在江苏镇江,句容春田生态农业发展有限公司总经理夏洪宇经营着位于茅山镇何庄村的一家无人农场。对他来说,AI带来了实实在在的人力解放和产量提升。

夏洪宇告诉记者,以往使用农机时,需要人来给地图“打点”、手动规划路线。而如今,北斗+5G高精度定位技术搭配AI智能算法,农机能够自主规划路径、自动避障。在除虫、除草等方面,AI通过识别视频监控和作业照片,能第一时间全面获取虫情、作物长势,“常常比人的判断要快、要准”。

夏洪宇表示:“通过改造,从2023年到现在,农场粮食单产总产大幅提升。”

近年来,配合大数据、5G、物联网等技术,AI正成为不少地方种番茄、种荔枝、种蓝莓,甚至养猪、养牛的“新农具”。以农业无人机为例,目前市面上常见品牌无人机基本都装配了AI功能,能承担喷药、施肥、播种、运输、监测灾情等工作。据农业农村部部长韩俊在今年全国两会“部长通道”上的介绍,目前中国农业无人机保有量超过20万架,作业面积超过4亿亩。

陈建教授表示:“普通农户多采用向合作社或公司租用无人机服务的模式,这样一来,机器能跨省调度、充分利用,农户负担的成本也降低了。”

AI大模型的广泛应用,尤其是图片识别和语音等功能的普及,还降低了农村群体的信息获取门槛。这几天,吉林省蛟河市一位38岁的村支书吕宏岩在网上“火了”,视频中,他手把手教年纪较大的村民与AI对话,解决日常养牛、种地中的问题。吕宏岩感叹道:“AI的普及,极大提高了村民们自主解决问题的能力。”

为推动“AI下乡”,农业农村部与腾讯合作推出“耕耘者振兴计划”,计划用3年时间对乡村治理骨干和新型农业经营主体带头人开展免费AI工具培训。

全链赋能“产供销”

AI对农业的赋能,不仅在育种、种植、养殖、渔业等领域横向铺开,也在生产加工、仓储物流、数字营销等环节纵向拓展。广西灵山是著名的荔枝之乡,荔枝种植规模居广西第一、全国第二。然而,受到保鲜技术、物流时效以及销路方面的限制,品质上佳的灵山荔枝名气并不响,果农利润也不高。

AI的使用,为解决这些问题提供了灵感。荔枝采摘下后,借助AI图像识别技术,可以依据大小与成色完成分级分选,不同等级的果子,自动分配不同销售渠道,实现利润最大化;随后,AI算法能将订单与库存快速匹配,保证发给消费者的荔枝足够新鲜;此外,在农产品深加工环节,AI还能像管理一家小工厂一样,将原材料采购、生产线开设、称重结款等各项工作安排妥当。

在营销环节,各类AI工具入驻电商平台,成为万千新农人的“趁手兵器”。以淘宝为例,从商家经营到消费者体验,每一个环节都有基于Al的工具创新,包括广告精准投放、文生图制作海报、AI客服查询物流信息、自动生成直播话术……平台还为各类工具提供了免费教程,让农户更快上手。这都在不同程度上降低了农产品营销的成本,提升运营效率。

农民或变“管理者”

农业作为人类社会最古老的行业,其发展转型面临复杂挑战。这意味着AI与农业的“结合”没那么简单。一方面,“巧妇难为无米之炊”,AI农业大模型离不开高质量的农业数据。然而,农业数据具有地域性、季节性、多样性和周期性等特点,复杂程度明显高于其他行业。另一方面,相较于其他行业,农业的利润空间较小,开发维护AI系统成本较高。据业内人士透露,当前AI在农业领域的应用多在试验示范阶段,尚未形成可复制的商业模式;AI在农业产供销全链路中的应用也仍为点状分布,没能实现全面整合。

这些问题如何解决?需要各方参与者更多思考。针对数据复杂的问题,国家数据局、农业农村部等相关部门,正通过制定统一标准、建设产业云服务平台等举措,着手减少农业数据要素开发利用的障碍。要推动AI全面整合农业产供销全链路,要以真实应用场景为锚点,多方协作、长期投入。资金与政策方面的支持也不可或缺。

有专家指出,想要真正实现农业智能化的愿景,产业现代化程度也需要“配套”。包括以销促产,发展“订单农业”,助力解决“卖不出去”“卖不出好价”问题;推动土地流转与经营托管进一步“规模化”,以及加快农业“组织化”,探索国企、村集体与农民共同参与的新模式。

还有一个问题摆在人们面前:当AI越来越多地参与到农业生产、供应、销售的各环节,农业这一古老行业将产生怎样的变革?陈建教授认为,未来农业将进一步依赖智能装备。农民角色将转变为管理者,负责监督和协调机器人工作。陈建教授对记者说:“我希望未来提到‘农民’,人们不要首先想到‘辛苦’,而是将其当作一种高技术含量的的职业选择。”

本文详细介绍了AI在农业育种、种植、产供销等多方面的应用,展现了AI为农业带来的巨大变革和机遇。同时也指出了AI与农业结合面临的数据复杂、成本高、未全面整合等问题,并提出了相应的解决思路。最后探讨了AI促使农业行业变革和农民角色转变的可能性,让我们看到了智慧农业的美好前景。

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