以下是人工智能在农业领域的一些应用实例:
 
1. 智能农业决策支持系统:利用机器学习和数据分析技术,对天气变化、作物生长周期、产量预测以及市场趋势等进行分析和预测,从而帮助农民做出更科学的决策,例如确定最佳的播种、施肥、收割时间等。比如,IBM 利用机器学习分析卫星图像、天气、人口、土地等数据,对农作物供需情况进行预测,为农民的生产决策提供参考。
2. 智能种植与养殖:
- 精准种植:AI 驱动的精准种植技术可以根据作物种类、土壤类型、气候条件等因素,自动调整种植方案,实现精细化管理。例如,通过传感器收集土壤湿度、养分含量、温度等数据,人工智能系统据此精准控制灌溉、施肥的时间和量,提高作物产量和质量。
- 智能养殖:在养殖领域,人工智能可用于动物健康监测、饲料优化、繁殖周期管理等方面。通过传感器和计算机视觉技术收集动物的行为、生理特征等数据并加以分析。例如,阿里云与四川特驱集团、德康集团合作推行智能养猪,猪场内遍布与 ET 农业大脑连接的摄像头,自动采集、分析猪的体型及运动数据,运动量不达标的猪会被赶出室外继续运动,以保证猪肉品质;此外,利用 ET 农业大脑、结合声学特征及红外线测温技术,可通过猪的咳嗽、叫声、体温等数据判断猪是否患病,及时预警疫情。
3. 智能土壤管理与灌溉:在田间安装传感器,实时监测土壤湿度、养分含量、pH 值等参数,AI 算法根据这些数据自动控制灌溉系统,实现精确灌溉,既能满足作物生长需求,又能有效节水节能。例如,智能灌溉系统可以根据土壤湿度情况和天气预报,预测降雨量,自动调整浇水量,与传统灌溉方式相比,可节省约 30%的用水量。
4. 智能农机与自动化作业:
- 自动驾驶农机:农业机械如拖拉机、收割机等配备自动驾驶功能,使用 GPS 导航和 AI 算法进行路径规划,提升作业精度和效率,减少人工操作的误差,同时降低农民的劳动强度。例如,在吉林省大安市大安灌区,无人驾驶的水稻收割机通过北斗卫星定位系统,以螺旋形路线进行收割作业,并将定位数据、收割效率、工作轨迹等信息反馈到智能农业管理系统,有利于实行稻田的精细化管理。
- 农业机器人:能够完成除草、授粉、采摘等重复性劳动,不仅减轻人力负担,还可以提高作业的速度和准确性。例如,美国 Aboundant Robotics 公司开发的苹果采摘机器人,通过摄像装置获取果树的照片,利用图片识别技术识别适合采摘的苹果,结合机器人的精确操控技术,可以在不破坏果树和苹果的前提下实现高效采摘,速度可达一秒一个,大大提升工作效率,降低人力成本。
5. 智能病虫害监测预警:运用图像识别技术识别植物的病虫害,结合无人机巡检,能够及时发现病虫害的发生并进行预警,指导农民科学用药,减少农药的使用量,降低对环境的污染,同时提高防治效果。例如,生物学家戴维·休斯和作物流行病学家马塞尔·萨拉斯将关于作物叶子的 5 万多张照片导入计算机,并运行相应的深度学习算法开发了一款手机 app PlantVillage(美国),农户将在合乎标准光线条件及背景下拍摄出来的农作物照片上传,app 就能智能识别作物所患虫害。目前,该款 app 可检测出 14 种作物的 26 种疾病,识别准确率高达 99.35%。
6. 智慧温室与环境调控:在设施农业中,AI 可以根据传感器收集到的光照、温度、湿度等环境参数,自动调控温室内部的这些环境参数,为作物创造最适宜的生长环境,促进作物生长,提高产量和品质。例如,江苏省农科院智慧农业创新团队的智慧温室里,智能管控系统根据季节、番茄生长周期实施水肥调控,并且根据传感器收集的数据,结合外部气象预报,综合调节室内温、光、水、肥、气等环境参数,让番茄在最优的环境和营养条件下生长。
7. 农产品质量检测与追溯体系:利用 AI 技术可以快速准确地检测农产品的品质、营养成分、农药残留等指标,确保农产品符合质量标准。同时,通过建立食品安全追溯体系,实现对农产品从种植、加工到销售的全过程追溯,提高农产品的安全性和可信任度。例如,一些企业利用人工智能技术对农产品进行快速检测和分级,根据品质和规格进行分类销售。
8. 农业生物信息学:在基因层面,AI 用于基因组学研究,帮助改良作物品种,提高作物的抗逆性(如抗旱、抗病虫害等)和营养价值,为农业的可持续发展提供技术支持。比如,通过对作物基因数据的分析和挖掘,科学家可以找到与特定性状相关的基因,进而进行针对性的育种改良。

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