大數(shù)據(jù)背景下人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

蔣舒芹 ?；勖?/p>

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，個(gè)性化、自動化、智能化技術(shù)已逐漸深入居民的生活方式和生產(chǎn)中。我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展占據(jù)我國經(jīng)濟(jì)的主要位置。隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。以大數(shù)據(jù)為背景，研究了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢，希望能為未來我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指引方向。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);人工智能;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

文章編號：1004-7026（2019）19-0077-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：TP18? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，互聯(lián)網(wǎng)承載著的大量數(shù)據(jù)為每個(gè)用戶所服務(wù)，然而怎樣應(yīng)用具有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，成為現(xiàn)階段人們亟待解決的問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于數(shù)據(jù)的信息量，而在于專業(yè)處理這些有意義的數(shù)據(jù)，讓其價(jià)值發(fā)揮到最大。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物的種類繁多，農(nóng)作物從選種、培育、生長和銷售等過程當(dāng)中，擁有巨大的信息反饋。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)在如此巨大的數(shù)據(jù)中篩選出有價(jià)值的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中展現(xiàn)出相應(yīng)的價(jià)值。通過精準(zhǔn)分析大量數(shù)據(jù)，智能識別有價(jià)值的信息，現(xiàn)已成為我國智能機(jī)械的發(fā)展難點(diǎn)，同時(shí)也是大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)階段需要解決的首要問題[1-3]。

1? 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用意義

早在20世紀(jì)已有學(xué)者提出了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用智能技術(shù)的想法，在社會上引起了轟動，很多研究者認(rèn)為這是不可實(shí)現(xiàn)的想法。人工智能主要是指在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化操作。隨著智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已逐步走向成熟，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更加智能化，減少了人力和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)階段人工智能基本上貫穿整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化和自動化管理。智能技術(shù)打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，一定程度上提高了生產(chǎn)效率。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要投入大量的勞動力，但隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民可支配收入的提高，很多農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移到城市。且由于計(jì)劃生育的影響導(dǎo)致我國老齡化嚴(yán)重。這兩方面原因使我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力大量減少，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成相當(dāng)大的負(fù)面影響。智能技術(shù)的逐步成熟，讓農(nóng)作物的生長和牲畜喂養(yǎng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以依靠各種各樣的智能機(jī)械。替代勞動力，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力的作業(yè)強(qiáng)度和人力成本，進(jìn)而提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。人工智能技術(shù)在產(chǎn)品加工和質(zhì)量測評等環(huán)節(jié)中，也能提高效率與質(zhì)量，為人們提供更為優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物產(chǎn)品[4]。

2? 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1? 雜草控制

雜草會和農(nóng)作物搶土壤營養(yǎng)，因此控制雜草是農(nóng)田中很重要的事情?，F(xiàn)階段有部分企業(yè)通過機(jī)器人技術(shù)協(xié)助農(nóng)民找到有效保護(hù)農(nóng)作物的方式，避免其受到雜草侵害，例如Blue River Technology研發(fā)的針對雜草控制的機(jī)器人。據(jù)相關(guān)報(bào)道，該機(jī)器人主要是通過計(jì)算機(jī)視覺掃描檢測農(nóng)作物的植株，進(jìn)而精準(zhǔn)噴灑除草藥劑。據(jù)介紹，這款機(jī)器人能降低80%的除草劑費(fèi)用[5]。

2.2? 病蟲害識別

農(nóng)作物在生長過程中會被病蟲侵入，阻礙農(nóng)作物的正常生長，情況嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降，使農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益萎縮，因此應(yīng)研發(fā)智能化病蟲識別技術(shù)。具體的操作方式是通過應(yīng)用機(jī)械視覺技術(shù)和智能學(xué)習(xí)方法技術(shù)，精準(zhǔn)分析農(nóng)作物的病蟲害狀況，并且制定出科學(xué)合理的預(yù)防措施。為了能夠精準(zhǔn)識別農(nóng)作物病蟲害，需要擁有專業(yè)的病蟲害特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。要采集常見的病蟲害圖像，由專業(yè)工作人員利用技術(shù)進(jìn)行專業(yè)化處理，識別出病斑區(qū)域，然后根據(jù)病蟲害不同的參照數(shù)據(jù)對其進(jìn)行系統(tǒng)性分類，創(chuàng)建出更加具體的分類信息數(shù)據(jù)庫。只有這樣才可以在現(xiàn)實(shí)操作中精準(zhǔn)識別農(nóng)作物的病蟲害類別[6-7]。

該技術(shù)的識別過程主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺圖像識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對病蟲害的識別操作，也可以對雜草等進(jìn)行識別，實(shí)現(xiàn)去除雜草的技術(shù)。這種技術(shù)能縮減農(nóng)場使用除草劑的次數(shù)，提高農(nóng)作物的質(zhì)量，減少農(nóng)藥的使用次數(shù)，幫助農(nóng)民生產(chǎn)出綠色農(nóng)產(chǎn)品。

2.3? 農(nóng)作物收割

預(yù)計(jì)2015—2025年，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的勞動力有所減少，其數(shù)量減少5%以上。美國的Harvest CROO Robotics公司研發(fā)了一款可以協(xié)助農(nóng)民采摘農(nóng)作物的機(jī)器人。這款機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物的智能化采摘，降低了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，同時(shí)也提高了采摘效率和工作質(zhì)量。在采摘過程中，機(jī)器人通過視覺識別技能識別熟透了的農(nóng)作物，在采摘過程中通過對農(nóng)作物的成熟狀況進(jìn)行力度調(diào)整。雖然這款機(jī)器人的工作速度沒有人工快，但該機(jī)器人可以不間斷工作，因此在工作的總體速度上，機(jī)器人更勝一籌。采摘機(jī)器人比人工采摘的優(yōu)勢大，部分機(jī)器人在采摘農(nóng)作物的過程中還能逐步增加熟練程度，進(jìn)而提高整體的采摘速度。

3? 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。農(nóng)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r會直接影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，與人們的生活息息相關(guān)。在大數(shù)據(jù)背景下，農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程離不開應(yīng)用人工智能技術(shù)。智能技術(shù)的不斷發(fā)展和人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平取得了質(zhì)的飛躍。同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的逐漸成熟，對遙感圖像信息的處理也逐步成熟，提高了農(nóng)作物分類以及各種災(zāi)害測評的準(zhǔn)確性，推動了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的腳步[8]。

現(xiàn)階段，智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。①農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度不斷增強(qiáng)。人工智能技術(shù)的應(yīng)用很大程度上增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，傳統(tǒng)的分散型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與人工智能技術(shù)的應(yīng)用不匹配。②人工智能技術(shù)逐漸地成熟并廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)設(shè)施中，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和操作簡便程度。設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模隨之?dāng)U大，智能化程度更加完善。③人工智能的廣泛應(yīng)用讓農(nóng)作物澆灌和施肥等環(huán)節(jié)都能控制在最為適當(dāng)?shù)挠昧浚艽蟪潭壬瞎?jié)約了水資源和肥料的用量，避免了資源浪費(fèi)。人工智能化設(shè)施的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了利用最適量的資源成本讓農(nóng)作物增產(chǎn)、增量和增值的目標(biāo)，推動了資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展[9]。

4? 結(jié)束語

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，各個(gè)行業(yè)都要在大數(shù)據(jù)開發(fā)基礎(chǔ)上，發(fā)展人工智能技術(shù)。人們需要面對數(shù)據(jù)更加巨大、技術(shù)架構(gòu)更復(fù)雜的問題，并且從中找到最為優(yōu)化的解決方式。總結(jié)了大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的先進(jìn)智能技術(shù)，闡述了智能技術(shù)應(yīng)用在雜草控制、病蟲害識別、農(nóng)作物收割等方面的現(xiàn)狀。目前，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)還是起步階段，有很多問題需要研究學(xué)者去探索。應(yīng)用智能技術(shù)，從大規(guī)模的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)中解密和篩選主要信息，找到數(shù)據(jù)背后的聯(lián)系，破解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)律，還需要深層次的探索。