農(nóng)田地塊大數(shù)據(jù)平臺(tái) 中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所供圖
作物氣味傳感器、浮空器、水稻信息獲取低空遙感平臺(tái)、智慧氣象、北斗導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)……在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，沒(méi)有哪一項(xiàng)技術(shù)能像信息科技那樣深刻廣泛地影響人類(lèi)認(rèn)知世界、改造世界和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的能力?！爸腔邸币辉~體現(xiàn)著信息科技的成果，今天，這一科技力量已經(jīng)深深浸潤(rùn)到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，并形成了智慧農(nóng)業(yè)這一新興業(yè)態(tài)。
7月28~29日，由中國(guó)工程院主辦，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所、國(guó)家智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟、北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰境修k的2018年中國(guó)工程科技論壇——智慧農(nóng)業(yè)論壇在京召開(kāi)。與會(huì)代表分享智慧農(nóng)業(yè)最新研究進(jìn)展，探討未來(lái)智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，推動(dòng)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用實(shí)踐，以更好地服務(wù)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。
服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略
上世紀(jì)末，人們提出了數(shù)字地球的概念。而智慧地球作為數(shù)字地球的升級(jí)版，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為標(biāo)志，是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)。
“當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟(jì)正成為全球科技發(fā)展的新熱點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新引擎、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新高地。黨的十九大報(bào)告特別強(qiáng)調(diào)指出，要建設(shè)數(shù)字中國(guó)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合?！北敬握搲飨?、中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)科院院長(zhǎng)唐華俊在論壇上表示。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，正亟待“智慧”的力量注入。那么，智慧農(nóng)業(yè)什么樣？中國(guó)工程院院士、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江認(rèn)為，其特征包括現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合，有先進(jìn)的生產(chǎn)工具（智能化設(shè)備），高質(zhì)量、高效率、高效能，方便快捷與人性化，安全與風(fēng)險(xiǎn)自主可控。
美國(guó)正在走向以數(shù)字信息為基礎(chǔ)的智能農(nóng)業(yè)（Data Directed Agriculture）。2017年12月，歐洲農(nóng)機(jī)協(xié)會(huì)在其峰會(huì)提出，農(nóng)業(yè)的數(shù)字技術(shù)革命時(shí)代正在到來(lái)，未來(lái)歐洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是Farming4.0（現(xiàn)代信息技術(shù)+智能化農(nóng)機(jī)設(shè)備）。
在我國(guó)，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)被列入“十三五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要中，近三年的中央一號(hào)文件都提到了大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程。
在聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）原副總干事何昌垂研究員看來(lái)，智慧農(nóng)業(yè)恰逢其時(shí)。“從中國(guó)特色的社會(huì)主義發(fā)展階段看，智慧農(nóng)業(yè)是數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)的重要基礎(chǔ)；智慧農(nóng)業(yè)融合了農(nóng)耕社會(huì)、工業(yè)社會(huì)和信息社會(huì)的特質(zhì)而成為第六產(chǎn)業(yè)，是中國(guó)農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的推手?！彼f(shuō)。
中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所所長(zhǎng)、研究員孫坦認(rèn)為，政府、科研與產(chǎn)業(yè)合作推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能與農(nóng)業(yè)的深度融合，打造智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、信息鏈和數(shù)據(jù)鏈，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的最優(yōu)解。
唐華俊表示，智慧農(nóng)業(yè)是數(shù)字中國(guó)建設(shè)的重要內(nèi)容。加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村全方位全過(guò)程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造，將有利于促進(jìn)生產(chǎn)節(jié)約、要素優(yōu)化配置、供求交對(duì)接、治理精準(zhǔn)高效，有利于推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，更好服務(wù)于我國(guó)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展。
智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)踐探索
聞香識(shí)大米？是的，這是中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的一項(xiàng)成果——作物氣味傳感器。
該團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家吳文斌研究員介紹，揮發(fā)性有機(jī)化合物是植物的“化學(xué)語(yǔ)言”。團(tuán)隊(duì)結(jié)合新型納米材料制備技術(shù)和MEMS工藝，研制新型作物揮發(fā)性有機(jī)化合物傳感器陣列，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取作物生理信息；研制高靈敏度、低成本的稻米香味傳感器，用于稻米品質(zhì)分類(lèi)。
這只是智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的一個(gè)案例。吳文斌還介紹了天空地大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用，描繪了航天遙感觀測(cè)、航空遙感觀測(cè)、地面物聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)等在農(nóng)田和果園感知、診斷、決策等方面的應(yīng)用，可為種植適宜性區(qū)域、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害防治等提供精準(zhǔn)方案。
“人工智能在智慧氣象中推進(jìn)較快的兩個(gè)領(lǐng)域，一是觀測(cè)信息處理與分析，一是提高預(yù)報(bào)的時(shí)效和準(zhǔn)確率?！眹?guó)家氣象局許小峰研究員認(rèn)為，為了提升氣象業(yè)務(wù)能力和水平，努力發(fā)展以人工智能為主要特征的智慧氣象是一種值得嘗試的途徑。
早在四年前，農(nóng)用無(wú)人機(jī)就被麻省理工學(xué)院評(píng)為2014年十大最具突破性的科技創(chuàng)新。中國(guó)工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅錫文表示，華南農(nóng)大成功研究了水稻信息獲取低空遙感平臺(tái)。而航空植保在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域正發(fā)揮著其不可替代的作用。
在衛(wèi)星下不來(lái)、飛機(jī)上不去的高空（20~100公里），深圳大學(xué)校長(zhǎng)李清泉教授正在研究浮空器、系留無(wú)人機(jī)等駐留平臺(tái)?！翱臻g信息智能感知技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)的重要支撐，駐留平臺(tái)可用于專(zhuān)用環(huán)境感知，為滑坡、泥石流等災(zāi)害監(jiān)測(cè)和鄉(xiāng)村規(guī)劃提供新思路?！彼f(shuō)。
中國(guó)工程院院士、石河子大學(xué)教授陳學(xué)庚介紹了北斗導(dǎo)航助力新疆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。他認(rèn)為，精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展應(yīng)尤其關(guān)注信息化技術(shù)提升農(nóng)業(yè)裝備的設(shè)計(jì)制造水平和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的管理水平這兩個(gè)方面的應(yīng)用。
自動(dòng)作業(yè)+變量控制，在新疆，每3臺(tái)農(nóng)機(jī)中就有1臺(tái)使用北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰狙邪l(fā)的“慧農(nóng)”北斗導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)?！拔磥?lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與人類(lèi)對(duì)時(shí)空認(rèn)知能力息息相關(guān)。人們掌控時(shí)空的能力越強(qiáng)，農(nóng)業(yè)發(fā)展的舞臺(tái)就越寬廣，農(nóng)業(yè)就更智慧?！痹摴径麻L(zhǎng)郭信平表示。
多角度思考未來(lái)
Research and Markets預(yù)測(cè)，到2025年，智慧農(nóng)業(yè)全球市值683.89億美元，應(yīng)用領(lǐng)域包括精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、畜禽監(jiān)測(cè)、智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖以及智能溫室等。
中國(guó)工程院副院長(zhǎng)鄧秀新在論壇開(kāi)幕式上表示，當(dāng)前中國(guó)正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過(guò)渡的階段，而智慧農(nóng)業(yè)研究也處于初步階段。結(jié)合各自的研究領(lǐng)域，專(zhuān)家們提出了未來(lái)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的思考。
“設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)向智能化方向發(fā)展毋庸置疑，但真正形成智能設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的路程還很長(zhǎng)，我們不能將整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中包含一點(diǎn)點(diǎn)智能化因素就稱(chēng)作智能設(shè)施園藝?！敝袊?guó)工程院院士、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李天來(lái)說(shuō)道。
南開(kāi)大學(xué)龔克教授認(rèn)同這一觀點(diǎn)，“中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)轉(zhuǎn)型升級(jí)中產(chǎn)生的智能化需求，是智能科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。但不能把什么都貼上‘智能’的標(biāo)簽，而是要提煉出實(shí)際問(wèn)題，予以科學(xué)的解決?！?/p>
中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授汪懋華認(rèn)為，“我們面對(duì)的是要建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的問(wèn)題，絕不僅僅是技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用和堆砌。除了要懂得基礎(chǔ)科學(xué)的基本原理、方法外，還必須善于處理好科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、社會(huì)和環(huán)境等多要素的集成、選擇和優(yōu)化。”
不可否認(rèn)的是，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展仍存在一些短板，如農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)缺乏智慧，農(nóng)業(yè)傳感器投入高、不穩(wěn)定，流程控制與全局管理能力弱等。此外，感測(cè)技術(shù)、智能芯片以及模型、算法和軟件與操作系統(tǒng)等核心技術(shù)上，應(yīng)該堅(jiān)持自主創(chuàng)新。
在航空技術(shù)發(fā)展方面，陳學(xué)庚建議，要進(jìn)一步探討中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展模式、加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定、加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新研究、加強(qiáng)技術(shù)推廣應(yīng)用、探討其應(yīng)用載體，并從政策上加以支持。
而讓數(shù)據(jù)“流動(dòng)”起來(lái)也是不少產(chǎn)學(xué)研人士提出的建議。何昌垂認(rèn)為，應(yīng)堅(jiān)持應(yīng)用導(dǎo)向，釋放數(shù)據(jù)紅利?！敖⒅腔坜r(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用卓越中心，實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)共享，便利開(kāi)展數(shù)據(jù)復(fù)合、超算和大數(shù)據(jù)挖掘，為生態(tài)農(nóng)業(yè)、新農(nóng)村建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)等服務(wù)?！彼f(shuō)。
山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技信息研究所所長(zhǎng)、研究員阮懷軍則提出，研發(fā)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和系統(tǒng)的同時(shí)，也應(yīng)注重公共科研服務(wù)的發(fā)展，讓農(nóng)村農(nóng)民共享智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果。
