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專利技術助推農業邁入"智慧"時代


來源:中國產業經濟信息網   時間:2019-10-05





  隨著物聯網、大數據、衛星遙感、智能控制等技術在農業領域的廣泛應用,我國智慧農業快速發展,“看天吃飯,下地干活”成為過去。人們坐在家里點擊手機屏幕,就能實時查看農作物生長情況、土壤濕度、溫度,知曉自家田地兩小時內是否下雨,農業機器人采摘果實……在如今農業生產場景里,專利技術已無處不在,高強度的人類勞動逐漸被智能化的農業設備取代,農業生產經營效率顯著提高。
 
  手機軟件助種地
 
  8月的山西平遙,玉米正在旺盛地生長,豐收在即,此時病蟲害的預防尤為重要,尤其是今年草地貪葉蛾和黏蟲爆發,對于土地承包大戶來說,僅憑人工查看不僅費時費力,還會耽誤病蟲害防治的最佳時間。
 
  如今,對于承包了500畝地的郭師傅來說,這些都不是問題了。“手機安裝了MAP智農,我坐在家里就能看到地里的情況,玉米長勢情況都能看得清清楚楚。顯示紅色的就說明有問題。打農藥前我在MAP智農上查看地里未來幾個小時內是否會下雨,如果不下雨打點農藥就行了。”郭師傅滿懷欣喜地說。
 
  “不止郭師傅,現在天津、內蒙古、黑龍江、湖南、四川等全國960多萬畝大田產區、89多萬畝種植果園的農戶都實現這樣種地了。”中化集團旗下全資子公司中化現代農業有限公司(下稱中化農業)智慧農業事業部產品總監馬彥告訴記者,查看地里情況是通過衛星遙感技術收集田地里的多光譜數據,分析作物生長的遙感圖像,遙感的數據采集單位精準到米,數據自動化處理速度達每15秒一次。幫助農戶實時發現地里的問題區域,節省時間和人力。精準預測天氣是公司利用先進的算法技術,以公里級空間分辨率提供精準的氣象預測,提前2小時預報短臨降雨。
 
  記者在采訪中了解到,智慧農業是中化農業推出的MAP戰略的重要一環,提供線上線下相結合、涵蓋農業生產全過程的現代農業綜合解決方案,比普通種植模式實現種植環節降本增收15%以上。目前,該公司針對糧食作物、經濟作物分別開發了MAP智農和MAP慧農兩套系統,將長期積累的種植經驗形成數字化的精準種植管理方案,利用精準氣象、衛星遙感監測、智能傳感器等現代信息技術管理農田,包括獨立的天氣預報、遙感巡田、作物長勢分析、環境預警、水肥一體化、植保等生產管理與指導。建立作物生長模型,在關鍵生育期為種植戶提供科學合理的農事活動建議,提早預測病蟲害和災害性天氣發生,變被動應付為主動干預,提升生產種植管理的精準性和效率。
 
  工業技術來幫忙
 
  機器人“看”到成熟的西紅柿,將機械臂伸到果實前,上面的機器手“啪嗒”一聲剪斷綠蒂,輕輕將果實放進前端的大簍子里,一顆紅彤彤的西紅柿就這樣被摘了下來。那么,機器人是怎么分辨西紅柿是否成熟呢?
 
  “農業作業環境中光線復雜多變、作業地形多樣、作業目標的種類、形狀和顏色也各種各樣,這種非結構的環境特性給機器人工作帶來巨大挑戰。”蘇州博田自動化技術有限公司副總經理耿長興告訴記者,這款果蔬采摘機器人融合人工智能和多傳感器技術,采用基于深度學習的視覺算法,對目標果實和作物枝葉顏色識別,來精準判別果實的成熟度、大小、顏色、形狀、三維空間信息,并引導機械手臂與末端執行器完成路徑規劃、抓取、切割、放籃的高度協同作業。同時,搭載的環360度雷達通過不間斷掃描,可預先探測作業環境和障礙物信息,并根據所處環境及時調整行走策略,實現自主避障。
 
  目前果蔬采摘機器人的采摘成功率可達90%以上,可以在無人值守情況下,實現自動導航、自動識別、自動完成采摘工作,可解決自然條件下的果蔬選擇性收獲難題。
 
  除了果蔬采摘機器人,目前市場上的農業機器人正被廣泛應用于各種農業場景,覆蓋育苗、移栽、噴灌、植保、加濕、運輸、分級和包裝多個生產環節,包括噴霧機器人、植?;魅?、巡檢機器人、鋤草機器人、農場物流分揀機器人等農業機器人。
 
  “這樣的機器人化生產系統將種植技術與機器人技術高度融合,結合作物品種、栽培模式等農藝特征,賦能設施農業動態物料生產、管理和運輸的智能化,將使設施農業無人化、無污染、高清潔、柔性生產、信息化和物聯網控制得以實現。”耿長興表示。
 
  專利質量待提升
 
  智慧農業是將物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術運用到農業生產中,依托部署在農業生產現場的傳感器采集大量信息,通過對環境、作物的智能感知和數據分析,實現對農業生產的精準化管理和可視化診斷。簡單來說,智慧農業就是讓農業生產、加工、營銷等變得更加便捷、更具“智慧”。
 
  智慧農業以精準智能代替人工農業勞作,能夠顯著提升農業生產經營效率,提高農業生產對自然環境風險的應對能力,解決農業勞動力日益緊缺的問題,還能有效改善農業生態環境。目前已成為當今世界現代農業發展的重要方向,也是我國現代農業發展的必然選擇。
 
  中商產業研究院的數據顯示,全球智慧農業市場規模將從2016年的90.2億美元達到2025年近700億美元的規模。越來越大的智慧農業“蛋糕”,也吸引著各大互聯網巨頭的加入,華為、百度與農業企業展開合作,隨著科技巨頭的加入或將加速推動智慧農業發展及行業競爭。
 
  八月瓜創新服務云平臺專利代理部經理楊彥鴻表示,智慧農業是依托于多個技術領域的結合而實現的一種新型的現代農業模式,經檢索發現,目前智慧農業方面的專利或專利申請主要集中在物聯網、傳感技術、無線通信、人工智能、園藝園林等技術領域。全球范圍內共有5.232萬件相關專利或專利申請。中國、俄羅斯、日本的相關專利數量位列前三。其中,我國有1.9917萬件相關專利或專利申請,授權且處于有效狀態的專利4976件。數據顯示,2015年開始,我國相關專利申請量大幅提升,從細分的技術領域來看,我國智慧農業領域的技術主題主要集中在物聯網、傳感器、監控管理系統、可視化智能控制與預警系統、農業體系構建系統以及農用裝置等。
 
  江蘇大學農業信息化研究所所長劉繼展告訴記者,近年來智慧農業在我國發展迅速,很快在科研和生產中推廣開來,取得了矚目的成績,這與我國國情密不可分。我國農業生產基礎條件的特點是平原少,丘陵山地多,缺乏標準化,而人口眾多,智慧農業能產生巨大的規模經濟效益。因此,政府、生產單位、科研人員,對于新技術新模式是非??是蟮?。衛星遙感、農業機器人、無人化農機技術發展非常之快,并進入農業生產中。
 
  劉繼展表示,目前,智慧農業大規模商業化應用還需要時間,在實踐中還面臨一些問題和挑戰。一是智慧農業規?;潭炔蛔?。我國傳統農業的經營模式長期是家庭聯產承包,決定生產規模偏小,造成各個生產主體差異化較大,經營規模不夠,經濟條件不成熟,一些智慧化的手段設備無法實施。智慧農業更多是在大型的農場或政府牽頭項目更快地鋪開。二是我國雖然在智慧農業的后端人工智能等方面具備優勢,但是前端關鍵性的基礎技術、部件的設計研發相對薄弱,自主知識產權仍待加強,比如源頭的傳感器件較為薄弱。建議相關企業,未來從技術的關鍵環節上攻克難題,加快設備研發,快速實現規?;曜薊?。(李思靚)
 
  轉自:中國知識產權報
 

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