【未来农业】畅想未来农业，无人农场将植入“超级大脑”

【未来农业】畅想未来农业，无人农场将植入“超级大脑”

您可以想象的农业未来可能可以用智能农业来描述。

近日，记者走访了走在智慧农业前沿的南京国家农业高区5G蓝莓植物工厂、智慧稻麦无人农场、江苏省农科院农业数字孪生联合实验室。 有的已经用于演示，有的正在演示过程中。 产业推广，有的刚刚开工建设，各种尖端农业技术令人惊叹。

科学技术始终走在行业前沿。 尽管还有许多关键核心技术有待攻克，智慧农业低成本应用还存在诸多瓶颈，但科研人员努力创新的脚步从未停止。 他们坚信，通过植入“超级大脑”，就可以掌控广阔的农田。

5G植物工厂“样板间”

“大脑”指挥智能设备履行各自职责

4月8日下午，阳光明媚。 当记者走进位于南京国家农业高新区“两莓”示范园的5G蓝莓植物工厂“样板间”时，迎面而来的是阵阵细雨和薄雾，顿感凉爽。 。 “一旦玻璃温室的‘智能大脑’感知到温度超过30摄氏度，喷雾设备就会自动开始降温。” “二莓”示范园负责人于晓华表示，“样板房”种植的蓝莓比较娇嫩，怕热。 此刻的温室里，不仅喷水设备在工作，顶部还有四台循环风机正在猛烈地吹着。 顶部的窗户也会自动打开，帮助温室散热。 北方的湿帘，南方的风机，那么水肥一体化滴灌设备就会在远处相互响应，进行加湿和冷却。 一旦收到“缺水缺肥”的预警，就会迅速启动……在无人环境中，先进设备在接到“大脑”的指挥后各司其职。 智慧农业正在走进现实。

5G蓝莓植物工厂自动喷淋降温

“目前，除了采摘、修剪所需的人工作业外，在5G植物工厂里，水、肥料、营养液、光照、温度都可以智能控制。” 于晓华介绍说，温室顶部的阳光板具有自动调节光线的功能。 ，并可自动开启和关闭； 温室上方有外遮阳、内遮阳和保温层，根据实时温度自动开启和关闭； 地面上，种植盆底部还布置了“地暖”管道，可以在冬天寒冷时给土壤“加热”。 “由于生长环境良好，即使今年冬天不启动供暖系统，‘天后’品种预计在4月底成熟，比露天种植早一周左右。”于小花指着一排长到50、60厘米高的蓝莓说道。

“二果”示范园数字农场指挥中心

5G蓝莓植物工厂这么聪明，它的“智能大脑”是如何运作的？ 记者来到“二果”示范园数字农场指挥中心。 这里，数字农业云平台占据了一整面墙。 平台根据不同的蓝莓品种和功能划分为数十个地块。 除了5G蓝莓植物工厂“样板房”外，还有更多温室和田地，每个地块都配备了多种传感器。 “所谓数字化管理，第一个功能就是数据的获取。你看，红点、绿点、黄点都配备了传感器监测设备，可以实时获取土壤、环境、土壤等信息。”还有农作物的气象数据，这些数据每4小时上传一次。” 平台负责人说道。

数字化的第二个功能是分析，将日常监测数据与标准化栽培指标进行智能比对分析，形成综合评分。 一旦分析出的数据不在安全范围内，显示屏上就会闪烁小铃作为预警。 此时就涉及到数字化管理的第三个功能，即应用。 数字化分析结果可以指导农场管理者实时调整农业活动安排，如大棚种植蓝莓、施肥、滴灌、避雨、遮阳、喷药等，只需点击手机上的设备开关即可远程实现电话。 除了远程控制外，5G蓝莓植物工厂还可以实现自动感应、自动控制。

数字技术的加持，为两种浆果的精细化、精准化种植提供了详细的技术参考，形成标准化的种植模式，实现提质增效。 预计今年达产后，示范区蓝莓平均亩产在1000至1500公斤左右，比普通农户增产20%以上，亩均收入将增加一万多元。

智慧稻麦无人农场

“大脑”指挥智能设备履行各自职责

距离“两粒果”示范区15分钟车程的“智慧稻麦无人农场”示范田里，绿油油的小麦长势喜人，十多个大型“神农稻草人”正在种植。认真守护着这300多亩良田。 “我们的‘稻草人’不仅仅是用来驱鸟的，它们配备了高清摄像头，可以上下左右360度旋转，实时观察农场的情况。旁边是农作物生长情况监测诊断无线终端，实时监测作物生长特性、大气、土壤温湿度等状况。” 南京神农智慧农业研究院院长、南京农业大学农学院教授唐亮表示，通过农田物联网设备，监测到的农作物、大气、土壤数据将直接传输到云平台服务器。 基于服务器中的作物模型和一系列算法，农民可以在手机上实时获得肥料和水的诊断和控制方案。

智慧稻麦无人农场中的“稻草人”

无人农场的“高智商”高度依赖5G、大数据、物联网、云计算、人工智能等信息技术的发展和进步。 正是有了这些高新技术，农作物、设备、环境资源等生产要素才能实现线上化、数字化。

唐亮告诉记者，除了农田物联网设备外，研究所还研发了“农田传感与智能管理系统”，将物联网监测、无人机监测、卫星遥感监测等“星-机-地”高效融合。 “农作物长势监测数据和智慧耕作模式，可以实现水稻、小麦生长全过程的快速感知、水肥的精准管理、产量和品质的预测预警。”不久前，我们刚刚利用无人机精炼这300英亩的田地。 这些稻麦精准管理技术提供的定量栽培控制方案，可节省氮肥10%以上，增产5%-12%。

无人农场的本质是实现机器替代人类。 因此，机器必须具备“思维能力”，具备生产者的判断、决策和操作能力。 南京神农智能农业研究院正在积极探索如何与农机企业、无人机公司等合作开发智能农机装备，让真正的“高智能”农机服务田间。

“我们把自主研发的智能耕作装备技术安装在农机上，农机装上‘大脑’后，可以适应工作过程中的变化。比如无人小麦精量播种施肥机，可以自主调节根据情节的肥力。播种稀疏。” 唐亮表示，该所目前合作开发了小麦无人精量播种施肥机、稻麦智能无人收割机、机载作物变量追肥操作系统、多功能农田巡检机器人等农机产品。 。

数字孪生让农业生产“有先见之明”

创新技术和降低成本仍是关键

“智慧农业是信息农业发展的新阶段，其核心目标是实现农业数字化、装备化、智能化、无人化，从而提高农业增效、农民增收、绿色乡村。” 江苏省农业科学院农业信息研究所研究员曹红新介绍，智慧农业包括信息感知、信息传输、信息处理与控制三大技术体系。 农业模型是信息处理和控制的定量核心技术之一。 “目前，很多企业都在将无人农场商业化，他们的导航技术、传感技术都很好，但缺乏‘智慧大脑’。我们正在研究的一些关键技术，特别是农业模型技术，是无人农场需要的核心技术。”无人农场。”

随着现代信息技术与农业的深度融合发展，科研人员正在探索利用数字孪生技术让农业生产“预见”。 去年9月，省农科院信息所与江苏元启智能科技有限公司正式启动联合建设“农业数字孪生联合实验室”，打造数字版“克隆农场”。 ”

未来的“克隆农场”会是什么样子？ 除了利用仿真技术构建虚拟三维空间、还原真实的农业生产场景外，还需要实现农场中所有真实元素与虚拟世界元素的相互映射，形成数字孪生。 “比如，我们正在实践数字孪生概念下的虚拟植物。在功能结构植物模型的基础上，我们融入更多的环境和遗传元素，构建数字版的生长环境、外观结构和内部机制，真正能够恢复物理实体。虚拟身体。” 农业数字孪生联合实验室常务副主任张文宇表示，“随着虚拟植物研究的不断深入，我们还可以模拟基因与环境的相互作用，比如植物与土壤的相互作用，比如空间竞争等等，甚至可以扩展到生态系统。”

农业数字孪生实验室正在研究虚拟水稻

在张文宇看来，与工业数字孪生一样，农业数字孪生也包括农业生产从“数字化”到“协同智能化”的几个方面。 “过去我们研究的农业模式是‘数字化’，农业物联网是‘互动’，农业系统仿真是‘预言家’，农业大数据和人工智能是‘预言家’。未来，农业物联网是‘预言’。”元宇宙或许能够实现‘共同智能’。” 未来，农业数字孪生可以对农业生产的各个环节和要素进行感知、分析、预测和决策。 重要的是，它不仅限于监测当地现状，还注重系统分析历史数据。 对未来趋势的深入挖掘和模拟预测，将使智慧农业进入高质量可持续发展的新阶段。

展望未来，农业科研人员的愿景是发展智慧农业，让“风里来、雨里去、常年离不开田地”的农民转变为“科技先进、能耕耘、能耕耘的农民”。只需一根手指即可控制他们的农田。” ”，但同时他们也很务实、谨慎，“目前我们还处于智慧农业的初级阶段。 “无论是技术创新，还是低成本应用，智慧农业还有很长的路要走。”曹红新表示，“技术始终走在行业的前沿，智慧农业的发展需要先进的技术储备，我们还需要攻克了很多关键核心技术，相信有一天，我们的创新技术一定会生根发芽，结出硕果。