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　　近日，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)主辦的國際人工智能溫室種植大賽上，騰訊AILab與農(nóng)業(yè)專家組成的iGrow隊(duì)脫穎而出，獲“AI策略”單項(xiàng)第一名、總分第二名的優(yōu)異成績。種植結(jié)果顯示，該人工智能系統(tǒng)提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和自然資源利用率。

　　粵港澳大灣區(qū)在科技先行的大思路下，未來智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)是大趨勢?？萍冀o農(nóng)業(yè)帶來了什么？按需施藥精準(zhǔn)噴灑的植保無人機(jī)、AI種黃瓜擺脫“看天吃飯”、飛機(jī)種田……這些都是大灣區(qū)里的智慧農(nóng)業(yè)研究成果。

　　精準(zhǔn)噴藥可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量

　　“未來智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)是大趨勢，而植保無人機(jī)則是開啟數(shù)字農(nóng)業(yè)的‘鑰匙’。”12月14日在廣東省廣州市舉行的“數(shù)字農(nóng)業(yè)的未來”極飛科技年度大會(huì)上，廣州極飛科技聯(lián)合創(chuàng)始人龔槚欽說，搭載了播種裝置或智能藥箱的無人機(jī)，能夠進(jìn)入田間地頭進(jìn)行播種、撒藥，這一應(yīng)用模式或?qū)⒏淖儌鹘y(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式。

　　“得益于珠三角無人機(jī)產(chǎn)業(yè)雄厚的實(shí)力，廣東的電動(dòng)植保無人機(jī)研發(fā)實(shí)力很強(qiáng)，深圳大疆、廣州極飛等公司的植保無人機(jī)產(chǎn)品都代表了國內(nèi)該機(jī)型的先進(jìn)水平。”廣州日報(bào)全媒體記者從華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心了解到，“目前RTK差分技術(shù)的應(yīng)用可以使植保無人機(jī)做到厘米級定位，飛行精度大大提高。”

　　在一場農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心主辦的國家“兩減”重點(diǎn)專項(xiàng)的航空施藥智能化裝備與施藥技術(shù)的現(xiàn)場展示會(huì)上，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“地面與航空高工效施藥技術(shù)與智能化裝備”的參加單位廣州極飛、安陽全豐、深圳高科新農(nóng)及無錫漢和等4家企業(yè)的植保無人機(jī)競相起飛，現(xiàn)場展示了仿地飛行、自動(dòng)避障、精準(zhǔn)施藥等功能。不管是電動(dòng)的還是油動(dòng)的、多旋翼的還是單旋翼（直升機(jī)）的，現(xiàn)場演示的植保無人機(jī)基本都可以做到一鍵啟動(dòng)、定高定速、全自主飛行，飛行作業(yè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且具有一定的仿地形飛行和自動(dòng)避障功能。從現(xiàn)場測試的多張水敏紙上也可以看到，噴幅范圍內(nèi)每平方厘米的霧滴個(gè)數(shù)都在15個(gè)以上，也就是說完全達(dá)到防治要求。

　　據(jù)了解，重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目研發(fā)的植保無人機(jī)仿地技術(shù)已經(jīng)可以根據(jù)地形變化自動(dòng)做出響應(yīng)，這在丘陵山地、柑橘等作物施藥上大有用武之地，田間遇到電線桿等障礙物可以自動(dòng)避開，大大提高了飛行的安全性，后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步提升功能的實(shí)用性。

　　記者了解到，國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心與國內(nèi)這些植保無人機(jī)企業(yè)共同在施藥裝備和施藥技術(shù)上進(jìn)行研究和示范，以便進(jìn)一步改進(jìn)植保無人機(jī)的施藥效果。

　　農(nóng)業(yè)航空著名專家、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心主任蘭玉彬教授說，近年來植保無人機(jī)在可靠性、自動(dòng)化及智能化方面取得了重要進(jìn)展，當(dāng)前可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)飛手同時(shí)操控4架飛機(jī)，RTK差分定位、斷點(diǎn)續(xù)噴等技術(shù)的運(yùn)用，有效解決了重噴漏噴的問題，仿地飛行和避障技術(shù)也具有了一定的實(shí)用功能，隨著技術(shù)的改進(jìn)、成本的降低會(huì)逐漸普及。

　　據(jù)介紹，無人機(jī)植保技術(shù)通過空中和地面遙感，采集并解析農(nóng)田中的作物長勢、病蟲草害等農(nóng)情信息，再將農(nóng)田分為作業(yè)網(wǎng)格，依據(jù)不同的農(nóng)情制定不同的噴霧作業(yè)處方，并對網(wǎng)格有針對性地進(jìn)行噴灑，這種農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)施藥技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)并在小范圍內(nèi)進(jìn)行了應(yīng)用示范。這也就意味著，從裝備技術(shù)方面今后有望實(shí)現(xiàn)從全田均勻噴霧轉(zhuǎn)變?yōu)橐虻刂埔税葱鑷娝?，有病蟲草害的田塊精準(zhǔn)噴灑、無病蟲草害的田塊則無須噴灑，對于農(nóng)藥減量意義重大，這也將是今后技術(shù)升級的重要方向之一。蘭玉彬教授補(bǔ)充說，病、蟲、草害的農(nóng)藥噴灑問題比較復(fù)雜，病蟲草害常以片狀或點(diǎn)狀形式發(fā)生，目前的均勻噴灑施藥方式也有預(yù)防性質(zhì)，能否“按需噴灑”還需要聯(lián)合農(nóng)學(xué)植保專家予以指導(dǎo)并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但對于草害，他們認(rèn)為是可行的，特別是針對草原“毒草”的人工施藥，實(shí)際就是“按需施藥”。因此可以說“精準(zhǔn)噴灑，按需噴灑”實(shí)際也是智慧農(nóng)業(yè)在植保方面的一個(gè)具體應(yīng)用。

　　無人機(jī)1分鐘播種一畝地

　　近日，珠海羽人農(nóng)業(yè)航空推出的全球新一代水稻種子精量直播無人機(jī)首次在海南南繁基地進(jìn)行無人機(jī)水稻直播作業(yè)，新一代水稻種子精量直播無人機(jī)可根據(jù)需要，調(diào)整播撒行距，通過排種輪可調(diào)節(jié)排種株距，作業(yè)時(shí)通過涵道風(fēng)機(jī)將種子吹射到土壤淺層。進(jìn)一步提升了無人機(jī)播種技術(shù)，提高了田間管理的便捷，增加了水稻生長的通風(fēng)性降低了病蟲害的發(fā)生率，增產(chǎn)增收，并且方便機(jī)械收割，促進(jìn)水稻種植全程機(jī)械化。

　　2018年,該企業(yè)率先提出“飛機(jī)種田”，實(shí)現(xiàn)水稻播種、田間管理、施肥等環(huán)節(jié)全部用無人機(jī)完成，真正達(dá)到水稻全程機(jī)械化種植。2018年3月水稻早稻播種及2018年6月晚稻播種，羽人分別在廣東省雷州市東西洋水稻種植區(qū)，汕頭、臺(tái)山等地運(yùn)用無人機(jī)給水稻田播種。據(jù)介紹，無人機(jī)水稻直播省去了育秧、運(yùn)秧和插秧的環(huán)節(jié)。水稻直播技術(shù)即省工省時(shí)、降低人力、財(cái)力成本，縮短水稻生長周期，直播水稻沒有拔秧傷根和栽后返青過程，生長周期較移栽稻縮短一周到半個(gè)月的時(shí)間。

　　該企業(yè)董事長陳博介紹，以把農(nóng)民從繁重的打藥勞作中“解放”出來為目標(biāo)，為提高無人機(jī)在農(nóng)業(yè)方面的普遍率和認(rèn)知度，他們跑遍各省市去演示參展，讓農(nóng)民知道有這種好東西。單旋翼飛機(jī)本身存在著一定的缺陷很難持續(xù)發(fā)展，如何開發(fā)出農(nóng)民更容易操控、便攜，噴灑效率高的植保無人機(jī)成為他們進(jìn)一步思考的問題。他們不斷測試，運(yùn)用排除法找出電池、電機(jī)和螺旋槳之間*的配比，希望能提高飛機(jī)穩(wěn)定性，減輕機(jī)架重量，增加載荷和續(xù)航時(shí)間，延長噴幅，提高噴灑效率。

　　2017年，該企業(yè)發(fā)現(xiàn)全國的水稻大多都是插秧機(jī)來移栽，部分省份采用撒播形式播種種植，個(gè)別農(nóng)戶的小田塊還是傳統(tǒng)的手拋秧及手插秧，存在效率低、人工撒種子不均勻、產(chǎn)收低等缺點(diǎn)。他們于是嘗試用第一代播撒無人機(jī)進(jìn)行播水稻種子試驗(yàn)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得出，種子浸泡、催芽至破殼露白即可使用無人機(jī)高效播撒，飛行速度3米~4米每秒，裝15kg種子，平均1分鐘可以完成一畝地作業(yè)，作業(yè)高效，后期田間調(diào)查水稻長勢很好。

　　陳博說，水稻種植全程機(jī)械化趨勢會(huì)因?yàn)橹辈o人機(jī)，會(huì)更早到來，使用飛播，省了育秧、移秧、插秧等工序，播完種子，后期直接用播撒機(jī)播撒肥料、除蟲，同樣的飛機(jī)植保，農(nóng)民根本不用下田，減輕了勞作程度，是他們一直追求的全程機(jī)械化種植。

　　無人機(jī)施肥效率提高20倍

　　2014年珠海市率先在全國推進(jìn)農(nóng)用無人機(jī)統(tǒng)防統(tǒng)治植保作業(yè)，并給予無人機(jī)植保服務(wù)團(tuán)隊(duì)補(bǔ)貼政策，優(yōu)惠珠海市種植戶，解放勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化種植，使農(nóng)藥利用率提高40%以上，有效杜絕了農(nóng)民施藥中毒事故、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平，提前實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用總量“零”增長。人工作業(yè)一天作業(yè)量15畝，無人機(jī)作業(yè)一天600畝，真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)防統(tǒng)治高效率防護(hù)。

　　作物施肥是種植環(huán)節(jié)中很重要的一部分，無人機(jī)施肥撒藥均勻性高，效率快，不用壓苗，適用于任何地形，提高了肥料的利用率，降低肥料使用，能使作物供藥及時(shí)。無人機(jī)施肥效率比人工施肥提高了20倍，同時(shí)人工成本也大幅降低。

　　AI種黃瓜獲國際大賽亞軍

　　近日，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)（WUR）主辦的國際人工智能溫室種植大賽（AutonomousGreenhouseChallenge）結(jié)果揭曉，騰訊AILab與農(nóng)業(yè)專家組成的iGrow隊(duì)脫穎而出，獲“AI策略”單項(xiàng)第一名、總分第二名的優(yōu)異成績。

　　在比賽中，該企業(yè)實(shí)現(xiàn)了AI+農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)探索，其首創(chuàng)的農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)攻克了機(jī)器智能嵌入農(nóng)業(yè)專家知識的難題。種植結(jié)果顯示，該人工智能系統(tǒng)提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和自然資源利用率，還大幅降低了傳感器成本，體現(xiàn)了“AI+農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用潛力。

　　AI種黃瓜不再“看天吃飯”

　　“食物、能源和水對我們的未來至關(guān)重要。我們必須拓展現(xiàn)有的體系和架構(gòu)，以適應(yīng)新的全球挑戰(zhàn)。人工智能是其中的一種解決方案，目標(biāo)是以最少的投入獲取最多的產(chǎn)出。”該企業(yè)首席探索官網(wǎng)大為在11月的騰訊WE大會(huì)上談道，“盡管目前AI+農(nóng)業(yè)的應(yīng)用尚屬早期，但已經(jīng)取得了令人興奮的成果。如果進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其釋放的生產(chǎn)力將是驚人的。”

　　與傳統(tǒng)的人工種植相比，人工智能的優(yōu)勢在于，它能對種植過程進(jìn)行全局優(yōu)化。從一開始的種植密度、留莖比例，到后來的留葉、留果策略以及在溫室中對光照、通風(fēng)、溫度、濕度、CO2濃度、水分等的控制，它都能在仿真器中通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)自動(dòng)尋找最優(yōu)解。

　　人工智能可為作物的各個(gè)生長周期尋找和提供最適宜的環(huán)境狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行資源最優(yōu)配比，以*化地節(jié)省資源。“人工智能另一個(gè)巨大的優(yōu)勢是，它可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量模擬實(shí)驗(yàn)，相比在真實(shí)環(huán)境中緩慢地進(jìn)行人工種植摸索，它能以很低的成本快速提升智能管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。”AILab團(tuán)隊(duì)介紹道。

　　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(jì)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(shí)自動(dòng)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。

　　在產(chǎn)后階段，具有計(jì)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。

　　“該系統(tǒng)還是具備終身學(xué)習(xí)能力的超級智能體。”AILab專家進(jìn)一步表示，“隨著技術(shù)發(fā)展，它能利用更先進(jìn)的仿真器以及更大規(guī)模的種植實(shí)踐獲得的數(shù)據(jù)，靈活地整合人類知識和經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)迭代升級。”

　　施藥技術(shù)裝備需跟上

　　我國目前植保行業(yè)的水平僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家上世紀(jì)50年代的水平，植保已成為農(nóng)業(yè)種植與田間管理機(jī)械化中最薄弱的環(huán)節(jié)，植保機(jī)械是當(dāng)前中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的一大短板，這個(gè)現(xiàn)狀亟待改變。

　　農(nóng)村勞動(dòng)力日益短缺及農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展等因素，使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)加速邁進(jìn)，而無人機(jī)則被當(dāng)作智慧農(nóng)業(yè)的一把“鑰匙”，可以高效地代替對勞動(dòng)力需求。目前農(nóng)用無人機(jī)在遙感、水稻的趕花授粉以及育種方面都得到了應(yīng)用。這幾年無人機(jī)發(fā)展較快的是噴灑農(nóng)藥等方面的服務(wù)。未來三個(gè)五年計(jì)劃中，如果農(nóng)業(yè)航空年處理耕地面積達(dá)到30%，那將拉動(dòng)新增機(jī)型投入750億元以上。

　　無人機(jī)植保施藥涉及的裝備與技術(shù)不單單是植保無人機(jī)本身，也涉及施藥系統(tǒng)的關(guān)鍵部件、裝備、施藥基礎(chǔ)理論、施藥技術(shù)、施藥的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及專用藥劑助劑等。國內(nèi)植保無人機(jī)行業(yè)畢竟發(fā)展時(shí)間短，雖然產(chǎn)品發(fā)展很快，但相關(guān)的施藥技術(shù)和裝備尚未跟上，施藥基礎(chǔ)理論、專用藥劑助劑及針對各種典型農(nóng)作物的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范還在研究試驗(yàn)。

　　無人機(jī)種田大灣區(qū)有條件引領(lǐng)全球

　　相比美國日本農(nóng)業(yè)航空的植物保護(hù)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，我國還處于發(fā)展初期。但我國民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)近年來保持高速發(fā)展，而農(nóng)業(yè)無人機(jī)獲得巨大的發(fā)展機(jī)遇，智能化、隱身化、集成化、民用化趨勢凸顯。

　　從政策層面上看，“十三五”規(guī)劃綱要提出要著眼于加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐，加快農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新步伐。2017年，國家相關(guān)部門宣布在浙江、安徽、江西、湖南、廣東、重慶6省市開展植保無人機(jī)補(bǔ)貼試點(diǎn)，年底更印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)和規(guī)范民用無人機(jī)制造業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新，推進(jìn)企業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新，積極推進(jìn)無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，培育新增長點(diǎn)，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動(dòng)能。

　　美國水稻種植主要采用直播的方式，其中，80%是旱直播，播種機(jī)通常寬7米左右，一天可以播種1000畝；20%是水直播，一架飛機(jī)一天可播4000畝，效果非常好。在澳大利亞，水稻種植60%采用飛機(jī)直播，40%采用旱直播。澳大利亞運(yùn)用飛機(jī)直播不僅效率高，而且播種也十分均勻。作為一種輕簡栽培方式，水稻直播的應(yīng)用范圍越來越大。目前，我國無人機(jī)直播技術(shù)剛剛起步，對于無人機(jī)行業(yè)是巨大的機(jī)遇。粵港澳大灣區(qū)聚集了大量人工智能、集成電路等行業(yè)領(lǐng)先的人才和企業(yè)，在“無人機(jī)種田”方面完全有條件引領(lǐng)全球。

　　航天誘變培育水稻新品種

　　農(nóng)作物的種子在太空“兜風(fēng)”后，再經(jīng)過華南農(nóng)大國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心的“點(diǎn)化”，變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、廣適的特異種質(zhì)資源。目前，航天育種技術(shù)及其新品種已在農(nóng)業(yè)和其他相關(guān)行業(yè)有了一定的推廣應(yīng)用。植物航天育種是利用航天搭載工具（返回式衛(wèi)星、宇宙飛船、高空氣球等）所能達(dá)到的空間環(huán)境（高真空、微重力、強(qiáng)輻射等）對植物種子誘導(dǎo)產(chǎn)生遺傳變異，誘變后代通過地面篩選，選育出新種質(zhì)、新材料，培育新品種的育種方法。

　　位于廣州的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心以航天誘變?yōu)橹饕夹g(shù)手段，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)，創(chuàng)建和評價(jià)特異基因資源，并培育各類優(yōu)良作（植）物新品種，“中心”已成為我國植物航天育種技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新的核心平臺(tái)，培育植物新品種62個(gè)，國家農(nóng)作物品種審定共13個(gè)。近年來，中心主任陳志強(qiáng)團(tuán)隊(duì)培育出45個(gè)水稻新品種，推廣應(yīng)用面積5000多萬畝，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益20多億元。