本文來自微信公眾號“農業(yè)品牌聯(lián)盟”，作者/盟主 。
以無人農場為代表的智慧農業(yè)時代，生產過程中創(chuàng)造利潤的不僅僅是農產品，寶貴的農業(yè)數(shù)據未來可能更值錢。
上海市第十六屆人民代表大會第二次會議上，2024年《政府工作報告》繪就的一張主題為“促進鄉(xiāng)村全面振興”的施工藍圖中，“新建3萬畝糧食生產無人農場”引人關注。
根據《上海市推進農業(yè)高質量發(fā)展行動方案(2021—2025年)》，上海正以區(qū)、鎮(zhèn)為單位建設一批基于數(shù)字化管理的農機社會化服務組織，目標是打造10萬畝糧食生產無人農場。
當前，以數(shù)字化、智能化為特征的新一輪工業(yè)革命蓬勃興起，物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等新一代信息技術與農業(yè)加速滲透融合，推動后者邁向智慧農業(yè)時代。英國、美國、荷蘭、德國、日本等陸續(xù)開始建設無人農場，項目涵蓋糧食生產、畜牧、漁業(yè)等。
尤為值得關注的是，在一些國家的探索中，無人農場的收成并不止于實體的肉、禽、蛋、奶、糧，還延伸至無形的“大數(shù)據生意”。
讓無人拖拉機像掃地機器人那樣干活
“你看，只要在系統(tǒng)中設置好這個田塊四個角的位置參數(shù)，田塊的數(shù)字地圖馬上就能在云端導入拖拉機的終端設備中，拖拉機的耕地軌跡可一鍵生成、自動規(guī)劃，比以前方便多了!”
上海市嘉定區(qū)的一片農田旁，一個青年在手中的平板設備上點擊了幾下，一輛拖拉機便收到“召喚”駛入眼前這片面積為20.5畝的田塊中，開始翻耕土地，泥土的清香飄散在空氣中。和傳統(tǒng)拖拉機不同的是，這輛拖拉機的駕駛座上空空如也，并沒有人。
“只要在系統(tǒng)中設置好參數(shù)和要求，田塊的數(shù)字地圖馬上就能通過云端導入拖拉機的終端設備中，拖拉機的耕地軌跡可一鍵生成，自動規(guī)劃、執(zhí)行，比以前方便多了!”小伙子講解道。
驅動無人拖拉機耕田，精準方便得宛如尋常家庭里的掃地機器人，這樣的場景在全球農業(yè)智慧化發(fā)展的進程中時時出現(xiàn)。
然而，當時光倒流到7年前，全球第一個無人農場在英國誕生時，一切并不那么容易——
2017年，英國什羅普郡哈珀亞當斯大學的一個研究小組嘗試創(chuàng)建全球第一家無人農場。在沒有任何人進入農田的情況下，研究人員開發(fā)的一種自動拖拉機可由農場主在控制室操作，進行播種和噴灑。與此同時，無人機負責監(jiān)控作物生長情況，這樣人們就不必去田間觀察。第一批實驗田里已經種上了春播作物大麥，經過數(shù)月耕作，當年8月和9月收割，一臺自動聯(lián)合收割機完成這個任務。
研究小組相信，他們的研究將給農業(yè)帶來一場革命，可以解放農民，讓他們擁有更多時間。
喬納森·吉爾、基特·富蘭克林和馬丁·埃布爾是小組中的工程師。他們尋找市場上合適的小型機械(包括小型拖拉機)，并將它們帶到大學工程實驗室進行自動化改裝與完善。
“我知道有現(xiàn)成的相關技術可用，3年前我們就有了這個想法，但花了不少時間才獲得項目經費和支持。”深耕無人機領域的吉爾操縱著設備對田地和作物進行空中評估，他說，“我們已設法播種和翻地，現(xiàn)在只等待種子發(fā)芽。”
“作為一個團隊，我們認為自動化農業(yè)已無技術障礙。這個項目賦予我們證明這一點并改變公眾觀念的機會。”富蘭克林希望把各種技術統(tǒng)一起來，創(chuàng)建一整套系統(tǒng)，好讓人們在從播種到收割的整個耕種過程中都不必下田。
“這是世界首創(chuàng)，工程研究就是要不斷突破限制。”這位27歲的講師堅定不移地認為自動化是“農業(yè)的未來”，而且不會導致農民失業(yè)。他說：“我們現(xiàn)在正處于農業(yè)機械規(guī)模已不可持續(xù)的階段。自動化才是農業(yè)的未來。”
這幾位“特殊農夫”對此充滿信心，在他們看來，盡管多年來農業(yè)機械日益大型化，而且一直在提高工作效率，另一方面，它們卻可能導致土壤板結、肥沃度降低，也與精準農業(yè)的要求不相適應。而人工智能和自動化將創(chuàng)造一個可持續(xù)系統(tǒng)，令多種小型、輕型機械進入耕地，防止土壤板結的同時，促進高分辨率精準農業(yè)的發(fā)展。
四項技術起到關鍵性作用
無人農場，即勞動力在不進入農場的情況下，采用物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對設施、裝備、機械等遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農場生產作業(yè)的一種全新生產模式。
7年后的今天，以無人農場為代表的智慧農業(yè)，已經成為公認的發(fā)展方向。
由于國外部分地區(qū)地廣人稀，勞動力嚴重不足，為保證農業(yè)種植活動的順利進行，無人農場的推進力度不斷加大。各國都有自己的探索。
統(tǒng)計顯示，在日本從事農業(yè)生產的人口以老年人居多，到2030年，農業(yè)人口將降至現(xiàn)有水平的50%。為此，尋找新的生產模式提高一線生產效率、強化農戶的規(guī)?；洜I迫在眉睫，也由此創(chuàng)造更多新商機。
一家名為inaho的公司推出了機器人采摘服務。該機器人可以智能識別作業(yè)路線，利用紅外線照射蔬菜，通過人工智能技術精準分析判定蔬菜的成熟期、確定采收期。這個機器人的引入可以使每個溫室大棚的用工量降低75%。作為回報，該公司收取的服務費為農戶蔬菜銷售額的15%。
作為一項復雜的系統(tǒng)工程，無人農場是新一代信息技術、裝備技術和種養(yǎng)工藝深度融合的產物，通過對農業(yè)生產資源、環(huán)境、種養(yǎng)對象、裝備等各要素的在線化、數(shù)據化，實現(xiàn)對種養(yǎng)對象的精準化管理、生產過程的智能化決策和無人化作業(yè)，其中物聯(lián)網技術、大數(shù)據技術、人工智能技術、智能裝備與機器人技術等四項技術起到關鍵性作用。
農業(yè)是美國的重要產業(yè)，每年為其帶來約3300億美元經濟收入。在探索無人農場的賽道上，美國企業(yè)的技術創(chuàng)新走在前列。
例如，Harvest CROO Robotics公司開發(fā)的農業(yè)智能機械人很好地解決了草莓收獲季勞動力缺乏的問題，該機器人可以取代30名農民，一天采摘約0.032平方公里草莓。
SkySquirrel Technologies公司利用無人機上的航拍及人工智能技術，可以在24 min內掃描約0.2平方公里田地，再通過計算機視覺記錄將數(shù)據上傳至云端驅動器，使用算法來整合、分析獲取的圖像和數(shù)據，用以監(jiān)測作物健康狀況，其數(shù)據分析的準確率達95%。預計到2027年，美國的農業(yè)無人機市場將達到4.8億美元。
挖掘農業(yè)數(shù)據巨大的市場潛力
無人農場中各種作業(yè)都是通過智能裝備完成的，裝備依靠各種實時數(shù)據的分析開展精準作業(yè)。無人農場時時刻刻產生海量、高維、異構、多源數(shù)據，因此如何獲取、處理、存儲、應用這些數(shù)據是必須解決的問題。
大數(shù)據技術為無人農場數(shù)據的獲取、處理、存儲、應用提供的技術支撐包括：提供農場多源異構數(shù)據處理技術，進行去粗存精、去偽存真、分類等處理;在眾多數(shù)據中進行挖掘分析和知識發(fā)現(xiàn)，形成有規(guī)律性的農場管理知識庫;對各類數(shù)據進行有效存儲，形成歷史數(shù)據，以備農場管控人員進行學習與調用;與云計算技術和邊緣計算技術結合，形成高效的計算能力，確保農場作業(yè)，特別是機具作業(yè)的迅速反應。
美國佛羅里達的AGERpoint公司，利用重量只有4.5公斤的農用激光雷達，收集果樹在整個生長過程中的外形數(shù)據，據此制作的數(shù)據分析軟件包，可通過果樹高度、樹干寬度、樹冠寬度、樹葉密度、葉子顏色、果實顏色、果實形態(tài)等綜合信息分析果樹的健康狀況，同時估算當年產量，其分析結果甚至已經可以作為當?shù)剞r民申請保險賠償?shù)闹匾罁?/p>
然而許多人沒有意識到，除了“取之于田、用之于田”外，農業(yè)數(shù)據還蘊含著巨大的市場潛力。
當大數(shù)據服務進入農業(yè)，相關企業(yè)作為數(shù)據的采集者、管理者和使用者，其經營內容從原本簡單地出售信息采集設備，延伸到全面長期地為農業(yè)用戶進行數(shù)據管理及制定數(shù)據使用方案服務，甚至憑借數(shù)據，打通農業(yè)產業(yè)鏈上下游及周邊產業(yè)，使其發(fā)揮更大的作用。
一般而言，人工智能的機器學習算法極其依賴數(shù)據的多少，數(shù)據越多，做出的模型越準確，預測和判斷越精準。美國堪薩斯州的農業(yè)數(shù)據公司Farmobile的盈利模式，是將一種用來記錄設備運行情況的被動連接器的使用權賣給農場主，它們可以被安裝在絕大多數(shù)農業(yè)機械設備上，不間斷地把農場設備產生的數(shù)據傳至云端，利用人工智能進行匯總分析，農場主便可在掌握數(shù)據結果的基礎上優(yōu)化生產。這個設備每年的使用費用是1250美元，賣的其實是大數(shù)據服務。
與此同時，F(xiàn)armobile公司也從農場主處買東西——以每英畝2美元的價格購買該農場產生的數(shù)據，處理、篩選、打包后轉手賣給肥料公司或農業(yè)機械廠家等，廠家可以據此進一步完善自己的產品。
如此一來，與這家企業(yè)做生意的農場主們提供數(shù)據賺取的費用，有時甚至超過了設備的使用費。他們開始意識到，在農業(yè)生產過程中創(chuàng)造利潤的不僅僅是農產品，寶貴的農業(yè)數(shù)據未來可能更值錢。
