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人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與前景展望
來(lái)源: | 作者: 農(nóng)業(yè)信息化 | 發(fā)布時(shí)間: 2024-05-13 | 538 次瀏覽 | 分享到:


農(nóng)業(yè)是人類(lèi)社會(huì)的支柱產(chǎn)業(yè),直接關(guān)系到全球糧食供應(yīng)和食品安全。然而,面對(duì)不斷增長(zhǎng)的全球人口和氣候變化等挑戰(zhàn),農(nóng)業(yè)領(lǐng)域面臨著巨大的壓力,需要更有效的方法提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、減少資源浪費(fèi),同時(shí)確保農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。在這一背景下,人工智能的廣泛應(yīng)用成為了解決農(nóng)業(yè)問(wèn)題的重要方法。


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人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用


1.1   智能農(nóng)機(jī)與自動(dòng)化農(nóng)業(yè)

無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)是智能農(nóng)機(jī)的代表性應(yīng)用。無(wú)人機(jī)配備了高分辨率的攝像頭和多光譜傳感器,能夠在短時(shí)間內(nèi)覆蓋大片農(nóng)田,收集有關(guān)土壤質(zhì)量、植被生長(zhǎng)情況和病蟲(chóng)害分布的大量數(shù)據(jù)。自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)則能夠在沒(méi)有人工操作的情況下完成農(nóng)田作業(yè),如耕種、種植、收割等。這兩者的結(jié)合使農(nóng)民能夠更加精確地管理農(nóng)田,根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整作業(yè),從而提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。


智能灌溉和施肥系統(tǒng)也在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。這些系統(tǒng)利用傳感器監(jiān)測(cè)土壤濕度、氣象條件和作物需求,自動(dòng)調(diào)整灌溉和施肥的量和時(shí)間。智能灌溉系統(tǒng)確保作物得到足夠的水分,同時(shí)避免了過(guò)度灌溉,從而節(jié)約了寶貴的水資源。智能施肥系統(tǒng)則能夠根據(jù)作物的養(yǎng)分需求,精確施加化肥,降低了化肥的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的不良影響[1]。


1.2   農(nóng)作物管理與優(yōu)化

首先,智能種植和生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用各種傳感器和監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況。這些系統(tǒng)可以測(cè)量土壤濕度、溫度、光照強(qiáng)度和氣象條件等多個(gè)因素,以幫助農(nóng)民更好地了解農(nóng)田環(huán)境。通過(guò)使用這些數(shù)據(jù),農(nóng)民可以根據(jù)具體的需求調(diào)整灌溉、施肥和其他農(nóng)業(yè)活動(dòng),以最大程度地提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。此外,智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以提前發(fā)現(xiàn)植物的生長(zhǎng)問(wèn)題,如水分不足或疾病感染,從而采取及時(shí)的措施來(lái)保護(hù)作物健康。


病蟲(chóng)害識(shí)別與防控是另一個(gè)重要的領(lǐng)域,其中人工智能技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。利用圖像識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可以迅速識(shí)別農(nóng)田中的病蟲(chóng)害問(wèn)題。攝像頭或傳感器可以捕捉受影響的植物的圖像,然后通過(guò)比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像,快速識(shí)別出植物上的異常病害或蟲(chóng)害。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,農(nóng)民可以立即采取針對(duì)性的防控措施,如精確噴灑農(nóng)藥或采取隔離措施,以防止病蟲(chóng)害的擴(kuò)散,最大限度地保護(hù)農(nóng)作物的健康[2]。


1.3   養(yǎng)殖業(yè)的智能化

牲畜監(jiān)測(cè)與健康管理利用傳感器和監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牲畜的生長(zhǎng)情況和健康狀況。這些系統(tǒng)可以追蹤牲畜的體溫、心率、飲食和活動(dòng)水平等重要指標(biāo)。通過(guò)收集并分析這些數(shù)據(jù),農(nóng)民和獸醫(yī)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的健康問(wèn)題,如疾病、感染或壓力等。這種早期警報(bào)系統(tǒng)可以幫助采取及時(shí)的治療措施,減少疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn),提高牲畜的健康和生產(chǎn)性能。


智能飼料供給與管理系統(tǒng)采用自動(dòng)化技術(shù),根據(jù)牲畜的需求和生長(zhǎng)階段提供適當(dāng)?shù)娘暳稀_@些系統(tǒng)可以根據(jù)牲畜的體重、年齡和飲食需求自動(dòng)調(diào)整飼料的分配,確保每只牲畜都獲得了適量的營(yíng)養(yǎng)。此外,這些系統(tǒng)還可以追蹤飼料的消耗,預(yù)測(cè)飼料的用量,以減少浪費(fèi)和成本。通過(guò)智能飼料供給與管理,養(yǎng)殖業(yè)可以更有效地利用資源,提高養(yǎng)殖效率,同時(shí)降低了過(guò)度飼養(yǎng)對(duì)環(huán)境的不良影響[3]。

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人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景展望


2.1   技術(shù)創(chuàng)新

機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法將進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化,使其能夠更好地處理和分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。這將帶來(lái)更準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)預(yù)測(cè)和決策支持,有助于提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù),可以更精確地識(shí)別和監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害,及時(shí)采取控制措施,減少農(nóng)作物損失。同時(shí),機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和環(huán)境條件,為農(nóng)民提供個(gè)性化的農(nóng)業(yè)建議,包括種植時(shí)間、施肥量等,從而最大程度地提高產(chǎn)量和減少資源浪費(fèi)。


物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)將在農(nóng)業(yè)設(shè)備和傳感器中得到更廣泛的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通,以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。這將改善農(nóng)田管理、資源利用和設(shè)備維護(hù)。農(nóng)業(yè)機(jī)械和傳感器裝備了各種傳感器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、溫度、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等信息。這些數(shù)據(jù)將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接到云端,農(nóng)民可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)并分析這些信息,做出更明智的農(nóng)業(yè)決策。例如,當(dāng)土壤濕度過(guò)低時(shí),系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)灌溉設(shè)備,從而節(jié)省水資源并提高作物產(chǎn)量。


2.2   農(nóng)村地區(qū)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步,農(nóng)村地區(qū)將迎來(lái)一場(chǎng)數(shù)字化革命,這對(duì)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)民生活質(zhì)量和農(nóng)村地區(qū)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。數(shù)字化轉(zhuǎn)型將改善農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理。智能農(nóng)業(yè)設(shè)備、無(wú)人機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)將被廣泛采用,以幫助農(nóng)民更高效地種植、收獲和管理農(nóng)作物。這些技術(shù)可以提供實(shí)時(shí)的農(nóng)田監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),幫助農(nóng)民及時(shí)采取行動(dòng),減少損失并提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。


數(shù)字化轉(zhuǎn)型將促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售和市場(chǎng)準(zhǔn)入。通過(guò)電子商務(wù)平臺(tái)和數(shù)字支付系統(tǒng),農(nóng)民可以更便捷地將他們的產(chǎn)品推向市場(chǎng),找到更多的銷(xiāo)售渠道,同時(shí)獲得更好的價(jià)格。這有助于提高農(nóng)村地區(qū)的收入水平,改善農(nóng)民的生活條件。再次,數(shù)字化轉(zhuǎn)型將加速農(nóng)村地區(qū)的信息和教育發(fā)展?;ヂ?lián)網(wǎng)的普及將為農(nóng)村地區(qū)的學(xué)生提供更廣闊的學(xué)習(xí)資源,農(nóng)民可以通過(guò)在線培訓(xùn)獲得農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理知識(shí)。這有助于提高農(nóng)村地區(qū)的教育水平和人力資源素質(zhì),為農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)會(huì)。最后,數(shù)字化轉(zhuǎn)型將改善農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)。數(shù)字化技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)和管理農(nóng)村地區(qū)的用水、電力和交通系統(tǒng),提高基礎(chǔ)設(shè)施的效率和可靠性[4]。


2.3   農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的改進(jìn)

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的全球化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,供應(yīng)鏈的高效性和透明性變得至關(guān)重要。人工智能可以在多個(gè)環(huán)節(jié)改善供應(yīng)鏈管理,從生產(chǎn)到銷(xiāo)售,都有潛力提高效率和可持續(xù)性。

人工智能可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高供應(yīng)鏈的效率。智能傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤質(zhì)量、氣象條件和作物生長(zhǎng)情況。這有助于農(nóng)民更好地調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃,提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。人工智能還可以改進(jìn)供應(yīng)鏈的庫(kù)存管理。預(yù)測(cè)和需求規(guī)劃算法可以幫助農(nóng)業(yè)企業(yè)更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求,避免庫(kù)存積壓或供應(yīng)不足的問(wèn)題。這可以減少資源浪費(fèi),降低庫(kù)存成本,并確保及時(shí)供應(yīng)市場(chǎng)。再次,人工智能在物流和運(yùn)輸方面也有巨大潛力。智能路線規(guī)劃和優(yōu)化可以減少運(yùn)輸時(shí)間和成本,同時(shí)降低碳排放。物流公司可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和智能監(jiān)控來(lái)提高運(yùn)輸安全性和可靠性。最后,人工智能可以增強(qiáng)供應(yīng)鏈的可追溯性和透明性。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于記錄和跟蹤農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程,確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。這對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的信任因素,有助于建立更可持續(xù)的供應(yīng)鏈[5]。










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總結(jié)


人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大的潛力,可以改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì),并改善農(nóng)民的生計(jì)條件。通過(guò)不斷地技術(shù)創(chuàng)新,可以充分發(fā)揮出人工智能的潛力,為全球農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更加光明的未來(lái)。



參考文獻(xiàn):

[1] 夏學(xué)麗. 人工智能技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中的實(shí)施探討[J]. 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備,2023,(8):27-29.

[2] 人工智能是智慧農(nóng)業(yè)新風(fēng)口[J]. 新疆農(nóng)機(jī)化,2023,(4):48.

[3] 方紫薇. 人工智能成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展新引擎[N]. 中國(guó)城市報(bào),2023-8-7(12).

[4]陳皓穎. 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào),2023, 42(7):146.

[5]劉美玲,任秀峰. 人工智能對(duì)云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展水平影響研究[J]. 廣東蠶業(yè),2023,57(7):84-87.


文章來(lái)源:無(wú)棣縣水灣鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心