智能农业系统：降低成本、保障可持续发展

智能农业系统通过实时采集温室内温度、湿度、光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或关闭指定设备。该系统还可以根据用户需求，随时自动检测农业综合生态信息，对环境进行自动控制，为智能化管理提供科学依据。如智能农业通过模块温度传感器采集温度数据，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业系统还包括智能粮库系统，该系统通过粮库内温湿度变化感知器与计算机或手机连接，进行实时监测，记录现场情况，以保证粮库内的温湿度平衡。

（一）智能农业在农业生产中的作用

智能农业是以优质高效为目标的质量效益型农业。其可以在作物田块内，根据特定区域作业生长潜力，设置不同水平的播种量、喷药量、施肥量。在降低作物中有毒物质残留量的同时，可以有效保护环境，保障农业可持续发展^[11]。我国地大物博，各地自然条件较为复杂。由于多种因素影响，我国一部分地区的农业仍然处于人工劳作阶段，整体管理模式存在效率低、浪费资源严重等问题。而利用智能化农业技术可以进一步细化灌溉、施肥技术及施用农药标准，降低生产成本及资源浪费，促进我国农业科技水平及生产效益稳步提升。

（二）智能农业在农业生产中的应用前景

1.农业设备智能化

不断推进的城市化，不仅进一步压缩了农村劳动力，还为人工智能农业的应用提供了良好的机遇。在未来农业生产中，基于人工智能系统的农业设备将得到大范围应用，进一步减轻农业生产者的劳动负荷，减少土地对农村劳动力需求量。远程播种、远程采摘、远程分拣、远程田间管理等机器人远程自动化作业的应用，可以有效提高农业设备生产质量，为农业生产效率稳步提升提供保障。如利用智能播种机器人Prospero，可以合理设置探测装置，自动获取土壤信息，再经过神经网络算法，获得最优化的播种密度指标并以此为依据，开展自动播种作业；而利用See&Spray机器人，可以进行电脑图像识别，获取农作物生长状况，再通过机器学习，判定农田中需要清除的杂草范围及施肥、浇灌、除草剂喷洒等作业范围，实现精准作业，降低农田中过度喷洒除草剂导致的农田污染情况。

2.蔬菜果实生产预测及质量分级鉴定(www.xing528.com)

（1）在现有农业生产模式中，农业生产决策主要是通过判定农作物、农产品外观实现的，如农作物病虫害检测、杂草辨别、水果品质分级、果实成熟度判断等。而在深度学习对机器应用发展进程中，可以通过机器智能代替人工，实现对蔬菜果实不同生产品质的检测识别。如利用Plantix深度学习应用，可以预测不同环境温度、湿度下农作物的表皮应力，达到控制环境变量、降低农作物表皮损失的目的；而VineView云端人工智能算法，可以收集无人机捕获数据，构建神经网络模型，利用水果汁或蔬菜汁的近红谱折射系数，与人们对水果或蔬菜味觉质量的相关系数对比，确定水果或蔬菜味觉质量，随后利用神经网络的BP算法，结合经济学中线性计量经济学信息，确定水果或蔬菜果实生产参数。

（2）将计算机图像所采集的果实顶部外形特征输入神经特征，可以鉴别破损、变形、弯曲或其他发育不良的果实。同时利用果实色彩强度、酸碱度、亮度等输入参数，可以将果实成熟度划分为全熟、过熟、未熟、半熟等几个等级，确定最佳收获时期。在这个基础上，人们通过计算机获取果实表面曲率特征及亮度、表面积等外部形态特征，可以区分果实表面伤痕、正常凹凸情况，为果实质量鉴定分级提供依据。

3.农作物种植全过程优化改进

智能农业所具备的大数据集优化功能，可以优化单个或者一系列关键目标，解决农业生产过程中出现的疾病预防、成本效益等问题。人们利用人工智能及机器学习等智能农业，对农业生产过程各环节（育种、生产、消费、经营）进行分析，可提出更为精准的生产及市场营销决策，并挖掘数据之间关联特征，判定事物发展趋势，实现农业智慧化生产。如利用世界新型农业操作系统AOS，可以根据市场，确定农产品数量。^[12]同时，以数据为基础，引入土质分析、天气模拟、农作物根部特征等数据，构建农作物自然灾害保险应急生产决策模型，降低农业生产风险。除此之外，利用数据挖掘、深度学习等人工智能技术，还可以实时获得应用于农事的不同类型操作过程反馈信息，进而优化农业生产管理流程，实现农业生产利益最大化。

此外，Pepsi Co公司及Precision Planting企业最新研制的农作物管理系统、土壤相关数据分析软件，可以根据不同区域位置、不同土壤情况变化，调整农业生产模式，实现分区均匀播种及差异化施肥、灌溉，最大程度优化各区域农作物种植参数，达到农作物增收的目的。

智能农业不仅可以降低农业生产成本及资源浪费率，还可以降低作物毒害物质残留量，保障农业可持续发展。农业生产者应主动改变农业生产理念，引进智能农业技术，逐步由常规机械操作过渡至半自动化、自动化作业，从人工采集信息过渡到智能化信息搜集模式，为我国农业发展带来新的机遇。