“无人机种田”“猪脸识别”……智慧农业深度了解看看?

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来源:数字北京科学中心

在养猪场,通过“猪脸识别”系统扫描猪脸,可以在屏幕上看到猪的数量、品种、健康状况、采食量等信息;

在温室中,传感器采集土壤湿度、水分、盐分等数据,通过人工智能模型和算法告知农民土壤相关情况;

果园里的每个甜瓜都有一张二维码身份证,用来监控甜瓜的整个生命周期;

无人收割机在稻田里收割水稻.

这些听起来很高科技,但实际上离我们的生活很近。也许你买的蔬菜水果就是这些高科技农业的产物。

科学技术在农业中的应用将使传统农业从“依靠天气”转变为“依靠技术”。“智慧农业”会让农民的生产更高效、更赚钱,让我们吃得更安全。

很多人可能不熟悉“智慧农业”。今天,让我们来看看什么是“智能农业”,以及它使用了哪些高科技。

什么叫“智慧农业”?

一般认为农业有四个阶段。

农业1.0是传统农业时代,主要靠人力和畜力;农业2.0是机械化农业的时代;农业3.0的特点是应用单一的信息技术和本地生产自动化。农业发展的最高阶段是农业4.0,充分整合资源,实现智能无人农业,农业生产过程可控高效,不受自然环境约束。

2014年提出了“智慧农业”的概念。

“智能农业”是智能农业专家系统的简称,泛指利用物联网技术、“5S”技术、云计算技术和大数据等信息技术,实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化和集约化,从空间、组织和管理上整合现有的农田基础设施、通讯设备和信息设施,使农业实现“高效、智能、智慧、精细化”

中国的智慧农业起步较晚,但发展速度很快。2018-2019年,响应国家相关政策,网吧、企业纷纷加入,如“未来食品农场”、“智慧农业平台”、“AI养猪”等的出现,使我国智慧农业迎来了快速发展时期。

“猪脸识别”精准化管理每一只猪

我相信“人脸识别”已经司空见惯,“猪脸识别”是我第一次听说。为什么猪需要摄像头来识别每只猪?如何鉴别长相相似的猪?

别急,我们去智能农场看看这些宝宝的日常生活吧!

当猪想“待”在猪舍时,饲养员可以通过“猪脸识别”系统扫描猪的脸,然后为猪创建一个标签,生成一个识别码,并将猪的编号、猪的父母、品种、生长环境、健康状况、饲养计划等信息联系起来。

和“人脸识别”技术一样,“猪脸识别”技术实际上也是一种生物特征识别技术,它自动识别图片或视频资料中的动物特征,如面部特征(眼睛之间的距离、嘴巴的位置、头骨的宽度)和外貌特征(图案、各部分之间的比例),从而实现对动物身份的识别。

因此,即使有成千上万只猪,系统也可以很容易地识别每一只。结合饲养机器人、检测机器人、环境监测和自动控制系统,形成智能农场。

在传统养殖中,当饲养员将同栏猪的饲料倒入同一个槽中时,10-15头猪用它们的力量抢着“抢食”,最终导致同栏猪放生时生长不平衡,最小的只有70公斤,最大的达到130公斤。

与传统的养猪模式不同,智能农场要公平得多。

在每个猪圈的中心,放置一个分成六个“伸缩半限位喂食杆”的饲料槽,每个槽只能容纳一只猪进出。

各栏上方的AI镜头识别出每只猪的脸并找出相关信息后,中央设备会向饲料槽上方的喂食机器人发出指令,让它自动输送猪应该吃的量,甚至精确到克。在计划的指导下,它还可以支持互动餐分享,让猪想吃什么就吃什么。

“猪脸识别”后进行精准饲喂 来源 | 央视财经频道

有了这种精准饲喂,同栏猪的体重差异可以降低到5%以下,节省饲料成本。

一个长方体的24小时不间断检测机器人安装在猪舍对面的轨道上。该巡检机器人配有3D双目摄像头、广角深度摄像头、远程温度计、声音采集器、六指标环境控制测试仪等设备。

这样,高配置、高加持的巡逻机器人就具备了可视化计数和重量估算的功能。该巡检机器人一目了然就能准确统计出猪舍内的猪只数量,还能在对拍摄的物体进行建模后,根据猪的种类和特征估算出重量。整个过程只需要几秒钟,误差在3%以内。

与传统的肉眼计数和人工记录的工作方法相比,这种方法明显更高效、更准确,节省了人力和时间。

估猪重量 来源 | 南方都市报

传统养猪多采用粗放的饲养方式,猪的健康监测技术有限,耗费大量的人力物力。猪崽死亡率居高不下,产量难以提高,成本高利润难。

智能养猪监控系统可以24小时在线实时监控生物资产的健康迹象。

计算猪的运动量 来源 | 南方都市报

系统捕获猪的运动量、采食量、体温、粪便等异常数据,并从数据库中检索猪过去的体温、饲养记录和运动量,进行对比分析。

检查机器人上搭载的声纹识别技术可以分析猪的叫声和咳嗽声,从而在早期判断这头猪可能患病的风险。工作人员可以在第一时间发现病原体,提前免疫,从源头上有效控制和扑灭鼠疫。

据计算,采用“猪脸识别”后,农场人工成本降低30%-50%左右,饲料消耗降低8%-10%,平均屠宰时间缩短5-8天。(资料来源:中城发展研究所)

智慧化果园让每个果子都有“身份证”

细心的朋友会发现,有些打折的水果贴上了二维码,你就可以知道水果是从哪里来的,环境是如何生长的。

在智能果园里,每棵树都有自己的档案。种这棵树的那一年,浇了多少水,用了多少肥,吃了多少药,都很清楚。这个二维码也是水果的“身份证”,更容易追溯品质来源。

消费者通过扫描二维码,就可全方位追溯苹果的来龙去脉来源丨新浪陕西

那么,如何才能“记住”每一棵果树的信息呢?这要归功于AI技术。

AI,即人工智能,是我们近年来经常听到的一个术语,但目前还没有统一的定义。

《人工智能安全标准化白皮书》 2019版明确指出,人工智能系统是利用数字计算机或其他计算机控制的机器来模拟、扩展和扩展人类智能,感知周围环境,获取相关知识并利用它获得最佳结果的理论、方法、技术和应用的系统。

简单来说,人工智能的目的就是让智能机器像人类一样,能够听、看、说、做、学、想。

正如我们上面提到的,“猪脸识别”使用的是AI技术。AI基于机器视觉和图像识别,还可以选种、测土、智能栽培、病虫害防治。

在智能果园中,无人机或智能野外巡逻机器人会连续拍摄各个区域的植物和杂草的生长状况,并将这些照片传输到终端。该系统基于图像识别技术,利用特定的算法和模型进行深度挖掘,提取图片中的有效信息。

智能巡田机器人果实实时识别与检测画面来源 | 中国经济网

这样,农民不仅可以了解作物的生长情况,还可以通过数据准确控制灌溉、喷洒和施肥量。

而且无人机或者智能野外巡逻机器人也可以识别和监测农作物病虫害。如果农民将照片上传到智能植物识别软件,就可以识别作物是否有病虫害,软件会给出相应的解决方案。

利用气象大数据分析判断种植、经营、收货、销售的总体方案。比如高雨天期间,可以提前做好防雨排水;霜冻高发期间,可提前启动防霜机等防霜措施;易冰雹期,提前铺防雹网;果实膨大期,做好水分调节.

农民过去靠经验,现在靠数据管理。农民可以通过遥控随时查看果园环境。

全程无人机械化作业的无人农场

“粮仓满了,请过来取粮食。”无人收割机通过5G信号向其合作伙伴——无人谷物卡车发送消息。

“收到。”在田边等着的运粮车立刻开到收割车旁边。收割机伸出卸粮桶,将大米卸入运粮车,卸粮过程只需几十秒钟即可完成。

在华南农业大学增城教学科研基地,由中国工程院院士、华南农业大学教授、广东省农村科技专家罗带领的无人水稻种植场,是中国首个“耕、植、管、收”全过程无机械化作业的水稻种植场。

无人驾驶收获机和运粮车协同完成收获作业来源 | 科技日报

无人旋耕机完成土地耕作;水稻播种用无人水稻干直播机;之后利用无人高落差喷雾机和无人直升机完成施肥和施用;最后,无人收割机和粮车配合完成收割作业。

真正实现耕作、种植、田间管理、收获的全无人化机械化作业。无人农场的实现依赖于三大技术:——生物技术、智能农业机械和信息技术。

在智能农机和信息技术方面,主要依靠北斗导航定位系统和5G通信系统。北斗导航定位系统主要提供精确定位,5G通信系统实时处理大量信息,信息传输速度快。目前无人驾驶农业机械直线行走精度可达2.5cm。

虽然整个无人机械化作业还处于试验阶段,但还没有完全推广。然而,未来人工智能技术应用的探索将加速中国农业的产业结构优化和市场整合。

在衡东县高湖镇王新村油菜种植产业扶贫基地,有许多无人机开展飞行预防行动,帮助贫困家庭控制病虫害。

来源|人民网

近年来,随着一些大型互联网公司的加入,智能农产品可以形成一个精准的产销对接。农产品按照要求和标准生产后,很快就可以进入互联网公司的冷链物流,然后直接进入他们的电商平台销售。

互联网公司智能养猪口号来源|搜狐。

《中国数字乡村发展报告(2019)》预测,2020年中国智能农业潜在市场规模将达到2000亿元。

从“人扛牛拉”到“农机修身”,从“靠经验”到“靠数据”,从“看天吃饭”到“靠科技助力”,智慧农业给农业生产方式带来了翻天覆地的变化和更多的可能性。

我相信,在未来,农民们再也不用面朝黄土背朝天的辛苦劳作,也不用担心农作物滞销的问题。相反,他们可以在家里使用智能农业,每年都有大丰收。