在剛剛結(jié)束的首屆騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會(huì)上，騰訊宣布在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展：國(guó)際上與歐洲頂級(jí)農(nóng)業(yè)大學(xué)WUR聯(lián)辦第二屆“國(guó)際智慧溫室種植大賽”，國(guó)內(nèi)與中國(guó)農(nóng)科院信息所成立智慧農(nóng)業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。

騰訊副總裁姚星在揭牌式上表示，“自去年底騰訊AI Lab 牽頭研發(fā)的iGrow算法在首屆溫室種植大賽上收獲豐盛，我們一直在大力推進(jìn)前沿科技與農(nóng)業(yè)的跨界研究。騰訊集團(tuán)也已相繼與中糧集團(tuán)、廣東粵旺農(nóng)業(yè)集團(tuán)、深圳壹家倉(cāng)、仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院等簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，開(kāi)展智慧農(nóng)業(yè)深度合作。今天我們又有了一位新伙伴，騰訊將攜手中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所，借助信息所在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域深厚的積累整合騰訊在AI等前沿科技的實(shí)力，成立智慧農(nóng)業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)探索前沿科技和農(nóng)業(yè)的跨領(lǐng)域研究，共同助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)！”

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所所長(zhǎng)孫坦表示，未來(lái)，智慧農(nóng)業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將著力探索以下兩個(gè)方面：

一、結(jié)合現(xiàn)有積累及國(guó)情，在可控環(huán)境下，開(kāi)發(fā)通用人工智能種植解決方案，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與中國(guó)智慧方案自主研發(fā)；二、以算法為基礎(chǔ)，整合雙方在技術(shù)和農(nóng)業(yè)知識(shí)上的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)動(dòng)IoT、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等能力，尋找前沿科技與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的結(jié)合點(diǎn)，協(xié)同開(kāi)展原始創(chuàng)新。

AI分論壇上，中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所的劉升平以作物模擬模型為例，介紹了智慧農(nóng)業(yè)對(duì)AI技術(shù)的應(yīng)用與需求。以下是演講全文：

今天我為大家進(jìn)行AI+農(nóng)業(yè)的主題分享，主要以作物模擬模型為例，介紹當(dāng)前農(nóng)業(yè)數(shù)字化升級(jí)時(shí)代，如何開(kāi)展作物生產(chǎn)的智慧管理，以及智慧農(nóng)業(yè)中對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用與需求。

當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一些主要問(wèn)題在于，復(fù)雜多變的地理?xiàng)l件造就了我國(guó)具備世界上最為復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)傳統(tǒng)和相對(duì)落后的生產(chǎn)方式造成當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植業(yè)方面生產(chǎn)效率相對(duì)低下（例如澳大利亞能夠做到4個(gè)人管理15萬(wàn)畝耕地，中國(guó)部分區(qū)域4個(gè)人可能只能管理100畝耕地）。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)不夠合理，整體看田間水分、養(yǎng)分利用率低，無(wú)法做到精確施肥和灌溉。信息技術(shù)應(yīng)用程度相對(duì)偏低，同時(shí)濫用化肥、農(nóng)藥等造成環(huán)境污染日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)營(yíng)方式已經(jīng)不能有效滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。

智慧農(nóng)業(yè)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自然和社會(huì)資源的最優(yōu)配置，保障糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在集約化經(jīng)營(yíng)中，為了有效合理配置資源，減少污染、提高產(chǎn)量，做好水肥統(tǒng)籌實(shí)施，需要數(shù)據(jù)化的生產(chǎn)管控，作物生長(zhǎng)模擬模型作為智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵與基礎(chǔ)技術(shù)之一，能夠有效指導(dǎo)大田生產(chǎn)的灌溉、施肥和收獲，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理更智慧、更高效。

小麥、玉米連作是華北地區(qū)的主要種植方式，北方小麥產(chǎn)量占全國(guó)小麥總產(chǎn)的65%以上，玉米產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)的70%以上，我們作物模型研究以小麥、玉米為主進(jìn)行展開(kāi)。通過(guò)作物生長(zhǎng)機(jī)理構(gòu)建小麥、玉米生產(chǎn)模型，通過(guò)環(huán)境信息采集、作物生長(zhǎng)過(guò)程模擬、模擬結(jié)果可視化顯示實(shí)現(xiàn)小麥、玉米區(qū)域產(chǎn)量預(yù)測(cè)、生產(chǎn)管理設(shè)計(jì)，為提升土壤地力、保障糧食安全、節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)等提供技術(shù)手段，也為生產(chǎn)管理部門提供直觀、便捷的決策支持方案。

在當(dāng)前發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)方面，面向我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展主戰(zhàn)場(chǎng)，研發(fā)農(nóng)業(yè)模型應(yīng)用平臺(tái)，為我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展裝上“中國(guó)芯(作物模型)” 是我們單位和團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新需求。在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等采集獲取的數(shù)據(jù)是我們的研究基礎(chǔ)，指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程的模型研究是智慧農(nóng)業(yè)的核心，而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)決策過(guò)程的裝備則是發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的支撐。當(dāng)前數(shù)據(jù)和裝備的事情相對(duì)容易解決，但是作為核心的模型研究需要農(nóng)學(xué)專家、信息技術(shù)專家等長(zhǎng)期研究才能更好應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)，這也是我們單位和團(tuán)隊(duì)的重要研究方向。

作物模擬模型的研究思路，就是通過(guò)對(duì)作物生長(zhǎng)的機(jī)理進(jìn)行研究，找到作物生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)形成與環(huán)境互作生長(zhǎng)規(guī)律，并基于作物不同器官逐日生長(zhǎng)過(guò)程構(gòu)建生長(zhǎng)模型，開(kāi)展機(jī)理建模，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，指導(dǎo)模型用于生產(chǎn)決策和管理。同時(shí)，我們基于模型開(kāi)展三維可視化和虛擬表達(dá)，為作物育種、栽培提供信息技術(shù)的支撐，加快新品種和新種植方式的形成，為農(nóng)作物產(chǎn)量提升做出貢獻(xiàn)。

上面是我們開(kāi)展作物模型生產(chǎn)智慧管理的總體框架，作物模型和生產(chǎn)信息化管理相結(jié)合，通過(guò)生產(chǎn)前的種植規(guī)劃、生產(chǎn)中的過(guò)程控制和生產(chǎn)后信息采集管理，最終按照要求實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化配置和生產(chǎn)管理。

我們團(tuán)隊(duì)從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)展模型研究，已經(jīng)在作物機(jī)理模型構(gòu)建、三維生長(zhǎng)過(guò)程表達(dá)、數(shù)字化管控、連作管理等方面取得了一定成績(jī)，獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)科技獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。

下面我將從過(guò)程建模、可視化表達(dá)和生產(chǎn)管理三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

作物生產(chǎn)模型過(guò)程建模將與作物、土壤、環(huán)境相關(guān)的作物生理過(guò)程和水分、養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律提取為量化數(shù)學(xué)模型，按照生長(zhǎng)機(jī)理可分解為碳平衡模型、氮素平衡模型、水分平衡模型、形態(tài)發(fā)育模型、物質(zhì)分配與生長(zhǎng)模型和階段發(fā)育模型。不同的模型之間隨著環(huán)境、品種參數(shù)不同，逐日變化且相互影響。建模過(guò)程就是找到影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境、水分、肥料、品種等不同因素間的動(dòng)態(tài)表示關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)過(guò)程的精確控制。

作物生長(zhǎng)模型的可視化表達(dá)，開(kāi)展器官-個(gè)體-群體的三維虛擬和可視化呈現(xiàn)，通過(guò)作物模型的可視化表達(dá)，可以將機(jī)理模型的結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，通過(guò)生長(zhǎng)過(guò)程的表達(dá)，我們可以了解到作物生長(zhǎng)規(guī)律、對(duì)光合作用的影響等內(nèi)容。結(jié)合基因技術(shù)、農(nóng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)和栽培管理技術(shù)，在作物品種選育和栽培方式方面可以有效提供支撐。

在作物品種選育方面，例如在新疆地區(qū)種植玉米，光照充足、適合機(jī)械化粒收的玉米品種，在品種選育階段就需要根系發(fā)達(dá)、耐肥耐水、植株高大、莖葉繁茂的玉米品種。通過(guò)模型的實(shí)施，可依據(jù)不同地區(qū)光照、肥料等條件推薦相應(yīng)品種，如果沒(méi)有合適品種也可根據(jù)實(shí)際需求結(jié)合模型進(jìn)行品種的培育，減少實(shí)驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間，服務(wù)作物育種。

在栽培管理方面，充分考慮作物葉片遮擋，對(duì)光合作用的影響等，同時(shí)為了便于機(jī)械化生產(chǎn)和收割，可模擬最優(yōu)的栽培模式，有效提高產(chǎn)量。目前，我院團(tuán)隊(duì)在新疆通過(guò)每畝9000株的高密度栽培實(shí)現(xiàn)玉米1500公斤/畝的國(guó)內(nèi)最高產(chǎn)量。

生產(chǎn)管理方面，模型將結(jié)合采集信息提供不同優(yōu)化管理的服務(wù)，可以從播種到收獲提供全程信息采集和技術(shù)指導(dǎo)。我們?cè)诤颖钡鹊剡M(jìn)行模型應(yīng)用，和傳統(tǒng)種植管理方式相比較，在穗粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量等方面均有一定比例的提升。

最后，歡迎大家和我們中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所開(kāi)展交流合作，一起推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

來(lái)源：騰訊科技

更多干貨、市場(chǎng)分析、重磅案例、實(shí)戰(zhàn)課程歡迎訂閱 [農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察]公眾號(hào)：nyguancha

文章：297 篇

瀏覽：27024 次

代表文章

溫氏、牧原、雙匯、新希望……這 13 家農(nóng)企，成 2019 上半年中國(guó)上市公司市值 500 強(qiáng)！

知識(shí)|一文詳解農(nóng)村電商（附4種模式）

20個(gè)品牌案例，總結(jié)事件營(yíng)銷4種模型

讀懂任正非的格局，你就知道為什么華為這么牛了

農(nóng)資行業(yè)|接近瘋狂！這11家農(nóng)資巨頭企業(yè)一年投入20個(gè)億加強(qiáng)研發(fā)

有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化成未來(lái)方向

社區(qū)社群團(tuán)購(gòu)（零售）商業(yè)模式解析版

影響農(nóng)業(yè)布局的一場(chǎng)大會(huì)！預(yù)判2020農(nóng)業(yè)趨勢(shì)，把握農(nóng)業(yè)投資方向

數(shù)字農(nóng)業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)

什么行業(yè)最賺錢？曹德旺:農(nóng)業(yè)！