一个人轻松管理2000亩地?不是梦!
在內蒙古鄂托克前旗的廣袤田野上,一臺搭載著先進農牧業工具、儀器和專業技術人員的“數字農牧業移動微服站”正穿梭其間,為農戶提供實時、精準的農技建議,有效推動了玉米單產的提升。而在千里之外的重慶,中國農業大學重慶數耘智慧農業科技小院內的“三元農場智慧化體系”正讓一個人輕松管理2000畝地成為現實。這些農業領域的創新行動,正是中國農業大學農業AI研究中心運用人工智能賦能構建作物精準生長模型的生動實踐。
隨著人工智能的飛速發展,農民對AI輔助田間科學決策的需求日益增強。中國農業大學緊跟潮流,敢于創新,2024年,信息與電氣工程學院成立中國農業大學農業AI研究中心。該中心以農業大模型設計與優化、農業大數據挖掘、多模態信息處理、多模態知識圖譜、圖形學與虛擬現實為主攻方向,致力于探索智能農業發展的新技術、新模式、新業態。
“我們的問題從田間地頭來,而成果也將應用到田間地頭去。”農業AI研究中心副主任、信電學院副教授李想表示。為了實現AI賦能構建作物精準生長目標,團隊在全國范圍內部署了數十個實驗基地,形成了空天地一體的精準數據采集體系。通過對全國范圍內作物生長狀況的深入分析,比如從曲周實驗站的1000畝數據分析,到聯合中科院大氣所實現的一公里范圍內10天的精準天氣預報數據,這些精準的數據為構建作物精準生長模型奠定了堅實的基礎。
然而,構建作物精準生長模型并非易事。除了需要海量的精準數據外,還需要融合專家知識和深度學習算法。
李想的研究團隊收集了數萬篇關于作物的文獻,通過AI大模型進行薈萃分析,構建了海量的知識庫。同時,團隊還與資環、農學等專業專家合作,探索作物機理模型,如土壤的氮過程機理模型、作物的生長曲線模型等。
在此基礎上,通過各類深度學習Transformer等算法,進行強化學習,構建了數百個AI模型、算法的海量模型管理平臺。作物精準生長模型以大模型數字人和農技智能體庫實現作物方案的精準推薦。這一模型不僅能夠預測作物的生長情況,還能為農戶提供精準的農事建議。
為了將研究成果更好地應用到田間地頭,服務“三農”事業,農業AI研究中心還與地方政府、企業和農戶建立了廣泛的合作。
在內蒙古,一輛寫有“數字農牧業移動微服站”的農業服務車在鄂托克前旗的田野里穿梭往來,猶如田間的智能移動“保姆”,將先進的種植技術和智能化設備直接送到農民身邊,為他們提供“隨叫隨到”的貼心服務。
這個“微服站”正是中國農業大學農業AI研究中心開發的“數字農牧業移動微服站”,它不僅是一臺流動車,更搭載了先進的農牧業工具、儀器和專業技術人員。通過綜合運用理化檢測箱、氣象傳感器、土壤傳感器以及高精度智能無人機,它能夠對土壤和氣候進行多達40多項指標的全面檢測和監測。
同時,借助AI算法,該站還能識別作物的10余項關鍵指標,為每塊農田建立精準的數字檔案。這使得農戶能夠獲得全程、全方位的精準種植指導,從而實現節水、節肥、增產的可持續發展目標。
在試驗階段,已有60戶農民和3萬畝玉米農田受益于這種精準的數字服務。當地種植大戶郝占軍的800畝玉米葉片發黃和卷葉的問題,經過微服站技術人員的現場分析和處理,不僅迅速得到了解決,還避免了因誤診而增加的成本。
如今,“數字農牧業移動微服站”已成為當地農民尋求科技支持的重要途徑。這一創新舉措,不僅改變了農技服務的傳統面貌,更成為推動農牧業新質生產力發展的關鍵力量。
而在重慶,依托中國農業大學數耘智慧農業科技小院,扎根重慶四年多來,李想帶領團隊師生開發的“三元農場智慧化體系”也正在改變著當地傳統的農業生產方式。
為保證農產品品質標準化,小院師生通過引入工業ERP管理理念,研發農場管理ERP系統,凝練出“三元農場智慧化體系”,實現了對農業生產全流程生產規范管理。
在重慶多個智慧農業示范田,攝像頭、傳感器、氣象站以及自動操作系統等智能設備,正代替農民的眼睛、大腦和部分手工勞動,繪就出一幅現代農業的新畫卷。
這些智能設備將田地里的情況變成數據,第一時間把農場數字化傳輸到大屏,通過人工智能算法,根據土壤、天氣、作物長勢數據給出生產作業方案,做到精準施策,一個人可以輕松管理2000余畝土地。目前,該技術已在重慶10余個農場進行應用。
同時,小院師生還設計了“耘間·農業產業互聯網平臺”,在AI的精準匹配下,為農民提供農機預約、農資集采集配、種植養殖數字化管理工具、專家農技指導等一站式服務。
隨著人工智能技術的不斷深入應用,一幅AI賦能“三農”的新圖景正在廣袤的田野上徐徐展開。從“靠天吃飯”到“知天而作”,數字化、智能化技術為農業生產帶來了翻天覆地的變化。通過集成物聯網、人工智能、大數據等前沿科技,農業生產正逐步實現自動化、智能化和高效化,煥發出新的活力。
李想表示,“AI技術將成為加速農業發展的強大動力引擎,能夠使科研、教學、社會服務有機融合起來。我們將繼續秉承‘問題從田間地頭來,成果用到田間地頭去’的理念,為加快推進鄉村全面振興,助力農業強國建設貢獻更多的智慧和力量。”
來源:農業科技俠數字與智慧農業