科技日報記者 張曄
清晨，一架搭載多光譜相機的無人機從河南的麥田里低空飛過，AI系統(tǒng)就彈出預(yù)警：條銹病早期感染。在大洋彼岸的美國，激光除草機器人用一小時清除了10萬株雜草……AI與農(nóng)業(yè)的碰撞，或許正在書寫出“面朝屏幕，萬物生長”的農(nóng)業(yè)新史詩。
4月28日，在江蘇大學(xué)舉行的耒耜國際會議上，全球86所高校院所的300余位院士專家與36家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)代表，圍繞農(nóng)業(yè)智能化的技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)瓶頸與未來圖景展開深度對話。其中，既有AI重塑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的壯闊藍圖，也直面了從實驗室到田間地頭的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。
農(nóng)業(yè)機器人還在路上
目前，機器視覺已應(yīng)用于觀察作物長勢，算法決策也開始逐步取代祖輩耕作經(jīng)驗。許多人為此歡呼智能農(nóng)業(yè)時代的到來。
但有些專家并不這樣認為。“為什么機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工廠流水線卻沒有從事果蔬采摘？”中國工程院院士趙春江反問道。
趙春江介紹，目前全球范圍內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的農(nóng)業(yè)機器人屈指可數(shù)，如對靶施藥機器人、UV-C病蟲害防控機器人等；另外，精準除草機器人、果園運輸機器人、棉花打頂機器人等也已接近產(chǎn)業(yè)化；而果蔬采摘機器人、剪枝機器人等距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有較大距離。
近年來，各地積極推進智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。江蘇省提出“十四五”期間要建設(shè)400個智慧農(nóng)場，上海市提出要建設(shè)10萬畝水稻無人農(nóng)場，黑龍江省提出至2025年要建設(shè)20個萬畝級無人農(nóng)場，廣東省提出要建設(shè)一批種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)智慧農(nóng)場。
中國市場的規(guī)模優(yōu)勢，正在轉(zhuǎn)化為技術(shù)創(chuàng)新的催化劑。我國自主研發(fā)的北斗、5G、人工智能、大數(shù)據(jù)和智能農(nóng)機等技術(shù)裝備，為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了強有力的支撐。江蘇大學(xué)陳學(xué)庚院士團隊發(fā)布的“農(nóng)田殘膜高效回收機器人”，通過多模態(tài)傳感技術(shù)實現(xiàn)殘膜回收率提升至92%，展現(xiàn)了國產(chǎn)技術(shù)的突破潛力。
裝備一小步，產(chǎn)業(yè)一大步。中國工程院院士羅錫文認為，未來的農(nóng)業(yè)一定是智能的，智慧農(nóng)機讓“人不下田，也能種地，也能種好地”成為可能，這是加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力的必然選擇。
關(guān)鍵技術(shù)仍需攻關(guān)
近年來，我國部分高校院所積極開展智慧農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，雷沃、極飛等企業(yè)也開發(fā)了一批智慧農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)品。
但總的來說，從“實驗室盆景”到“田間生態(tài)”，智能農(nóng)業(yè)機器人還需突破多項關(guān)鍵技術(shù)。
“農(nóng)業(yè)機器人面臨的環(huán)境復(fù)雜性，遠超工業(yè)場景的想象。”趙春江直言，非結(jié)構(gòu)化農(nóng)田中，暴雨、沙塵、作物遮擋等變量，對感知-決策-執(zhí)行鏈條提出極致要求。
比如在成簇聚集生長、果梗相互纏繞的草莓、番茄等果蔬中，采摘機器人如何靈巧地選擇成熟果實且保證不損傷果實。“這涉及動態(tài)環(huán)境下手-眼-腳-腦協(xié)調(diào)，以及末端執(zhí)行器操作等多個技術(shù)難題。”趙春江說。
江蘇大學(xué)農(nóng)機專家研究認為，目前智能農(nóng)機還面臨感知算法、規(guī)劃算法、控制算法、機械臂性能等多項技術(shù)制約，而且當(dāng)前機器人存在大量設(shè)定性程序，大多只能用于特定場景，難以適應(yīng)各種農(nóng)場或農(nóng)作物品種。動輒幾十萬的農(nóng)業(yè)機器人也不是農(nóng)民能承擔(dān)起的價格。
趙春江表示，未來3-5年，對靶施藥、病蟲害防控、精準除草、果園運輸?shù)葘Ｓ脵C器人將逐步進入市場，但一機多用的通用農(nóng)業(yè)機器人短時間內(nèi)還未見產(chǎn)業(yè)曙光，多機協(xié)同或是一種發(fā)展趨勢。
數(shù)據(jù)孤島亟待消除
在大數(shù)據(jù)時代，一切皆可數(shù)字化。而農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的爭奪，或?qū)Q定未來“糧食主權(quán)”的歸屬。
“數(shù)據(jù)、算法、算力為AI核心三要素，DeepSeek屬于算法，很重要，但最重要的是要有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，這是AI的基礎(chǔ)，否則，再好的算法、再強悍的算力都不會產(chǎn)生好的結(jié)果。”中國工程院院士陳劍平說。
陳劍平警示，數(shù)據(jù)孤島問題是AI在植保以及農(nóng)業(yè)端到端數(shù)字化、智慧化中廣泛應(yīng)用不可逾越的難題。缺乏多維的、高質(zhì)量的、能兼容的實時數(shù)據(jù)，是限制AI在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮價值的最核心障礙。
當(dāng)前，土壤墑情、氣象、作物長勢等數(shù)據(jù)分散在農(nóng)機終端、政府平臺與企業(yè)數(shù)據(jù)庫中，格式互不兼容。比如，江蘇大學(xué)楊寧團隊研發(fā)的“田芯1號”病害檢測芯片，能實時識別農(nóng)作物病害，但目前主流的農(nóng)場管理系統(tǒng)接口還未統(tǒng)一，碎片化的數(shù)據(jù)將導(dǎo)致智能決策淪為空中樓閣。
陳劍平認為，行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是生產(chǎn)行業(yè)高質(zhì)量數(shù)據(jù)的底座，至關(guān)重要。目前，我國自主研制的開源鴻蒙操作系統(tǒng)投入使用，已經(jīng)為行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的搭建提供了統(tǒng)一的底座。它可以從最底層使所有設(shè)備統(tǒng)一語言，確保產(chǎn)生的數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式、統(tǒng)一標(biāo)準，徹底解決數(shù)據(jù)孤島問題。
