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六十年前，生于河南農(nóng)村的少女時代的我姥姥，畢生夢想就是嫁給村里殺豬的屠夫。
“賣完了豬肉后總能剩下點豬下水豬尾巴，那時候做夢都想吃豬肉。”姥姥的邏輯非常簡單。
雖然我教了一輩子書的姥爺后也沒能轉(zhuǎn)型為屠夫，但他們還是在牙口胃口俱在的年月里實現(xiàn)了肉食自由。
今天，在中國的北方城市，不僅肉類制品隨處可得，冬天也能吃到種類豐富的青菜，而在姥姥遙遠(yuǎn)的記憶里，那時候剛一入冬，全家囤積蘿卜白菜便是“規(guī)定動作”。
姥姥說她已經(jīng)很知足。她感受到的“微觀幸福”與中國糧食生產(chǎn)在制度和技術(shù)上的創(chuàng)新呈正相關(guān)。
農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的一個標(biāo)志事件發(fā)生在1975 年：經(jīng)過十幾年的潛心研究，袁隆平院士領(lǐng)銜、成功培育出了雜交水稻，并推廣2.3億多畝，這讓中國在當(dāng)年實現(xiàn)了糧食畝產(chǎn)從300公斤到800公斤的提升、糧食總量增產(chǎn)200多億公斤，多養(yǎng)活了 7500 多萬中國人。
此后，從1976年至2005年，雜交水稻在全國的累計種植面積達(dá)到3.4億公頃，增產(chǎn)稻谷4.5億多噸。
農(nóng)業(yè)科技的威力就這樣生動地展現(xiàn)在大家面前。
到了2018 年，中國農(nóng)業(yè)科技進步貢獻率達(dá)到 58.3%，受過科學(xué)技術(shù)培訓(xùn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營人員已經(jīng)達(dá)到了 3467 萬人。(數(shù)據(jù)來源：科技部)
現(xiàn)如今，參與農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的技術(shù)力量也越來越多——衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等等，它們正形成合力，共同作用于這個古老的領(lǐng)域，讓它變得越來越“聰明”。
AI養(yǎng)殖，豬的心思你別猜
“母豬今日進食量已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，停止喂食！” 現(xiàn)如今，國內(nèi)一些豬場的工作人員就能在移動端看到這樣的提醒。
中國是世界生豬養(yǎng)殖和豬肉消費大國，生豬養(yǎng)殖量和存欄量均占總數(shù)一半以上。但對于中國的養(yǎng)殖戶來說，養(yǎng)豬一直以來都是一個極耗心力的勞動密集型產(chǎn)業(yè)。
豬吃了多少飼 、長了多少肉、有沒有著涼、有沒有抑郁和是否受孕……豬傳達(dá)出的每一個信號都需要養(yǎng)殖戶密切注意，稍有疏漏，就可能造成嚴(yán)重的后果。因此，養(yǎng)殖場里少不了人日夜巡舍，養(yǎng)殖戶也往往住在離豬圈不遠(yuǎn)的地方，與豬同呼吸共進退。
然而事實上，豬心畢竟隔肚皮，哪怕與豬朝夕相處多年，也沒人敢說自己一眼就能看穿豬的狀態(tài)是否一切正常。有些對養(yǎng)殖效率來說至關(guān)重要的指標(biāo)，比如母豬是否受孕，就連母豬自己也不知道。
所幸，人工智能的參與已經(jīng)在悄悄改變千百年來人豬共處的模式，在中國鄉(xiāng)村掀起一場新的技術(shù)革命。
2017年，京東數(shù)科工程師李佳隆次來到山東濱州調(diào)查小型養(yǎng)豬場，盡管做好了心理準(zhǔn)備，但還是被豬場撲面而來的臭味熏得流出了眼淚。
在此前的工作經(jīng)驗中，工程師們接觸的大都是科技感很強的場景，無論是廣泛應(yīng)用了搬運機器人的倉庫還是銀行，都機械化程度很高。而豬場樸素的基礎(chǔ)條件在瞬間把他們拉回了現(xiàn)實。“到了豬場才發(fā)現(xiàn)，我們真的是一個象牙塔里的團隊。”李佳隆說道，“都 2017 年了，農(nóng)戶還在肩扛飼料、手工拌料和手動稱重，所有的環(huán)節(jié)都要人來做。”
勞動力投入大，也是國內(nèi)生豬飼養(yǎng)大的特征。大到豬的生產(chǎn)出欄，小到豬的吃喝拉撒，都不能離開人的監(jiān)控。
舉個例子，母豬生產(chǎn)時如果無人看護，就很有可能在翻身時壓死小豬仔，為了保證生產(chǎn)安全，養(yǎng)殖戶常常要親自在豬圈旁守候到深夜。
此外，記錄豬的日常數(shù)據(jù)也是非常麻煩又不得不做的事。比如給豬稱體重時，就要把豬一頭一頭趕到秤上，再等豬停止掙扎后才能稱重，平均稱一頭要花3分鐘時間。對于動輒上千頭豬的養(yǎng)殖場來說，這是一筆很大的人工成本。
目前，國內(nèi)養(yǎng)殖場的工人們每天平均要花1個半小時來記錄豬場的各類數(shù)據(jù)，平均每個人養(yǎng)100頭豬已經(jīng)是很厲害的產(chǎn)能了，然而在荷蘭丹麥等機械化程度高的養(yǎng)豬大國，一個人能養(yǎng)180頭豬甚至更多。
在工程師眼里，這些困擾農(nóng)戶多年的“辛苦活兒”，正是AI的用武之地：人不可能捕捉豬發(fā)出的每一個信號，但機器人可以。
據(jù)李佳隆介紹，目前京東數(shù)科開發(fā)的智能養(yǎng)殖巡檢機器人集成了3D深度攝像頭和溫濕度感應(yīng)器，可以檢測豬舍氣體、溫度、濕度，并把信息反饋到控制中心，方便工作人員及時做出調(diào)整。
同時，京東農(nóng)牧的機器人還有“豬臉識別”技術(shù)，不但認(rèn)得每一頭豬，還能知道這頭豬需要吃多少。每頭豬的數(shù)據(jù)和智能飼喂機同步，可以做到不讓豬少吃一口，也不讓豬多吃一克，做到好不胖不瘦剛剛好。
傳統(tǒng)飼養(yǎng)模式下，豬只能憑力氣搶食，結(jié)果勁兒小的豬出欄時體重可能只有70公斤，而勁兒大的肥豬體重可以達(dá)到130公斤。應(yīng)用豬臉識別智能飼喂系統(tǒng)之后，同一欄豬出欄時的體重差異可以縮小到5%之內(nèi)。
另一邊廂，阿里工程師正在與養(yǎng)豬科學(xué)家合作，研發(fā)能判斷母豬是否懷孕的算法，以提升豬場產(chǎn)仔量。
母豬有沒有懷孕是一件大事。對于豬場而言，母豬產(chǎn)仔量是核心競爭力。何時配種、配種之后是否懷孕、是否要重復(fù)配種，想要確定這些事宜一般要耗費一個多月。而如果母豬錯過懷孕期沒懷上，就成了養(yǎng)豬人口里的：“無效飼養(yǎng)”。
據(jù)介紹，目前“懷孕診斷算法”已經(jīng)比較成熟。養(yǎng)豬場內(nèi)布置的多個巡邏攝像頭能夠24小時監(jiān)控配種后母豬的行為，通過睡姿、站姿、進食量等數(shù)據(jù)判斷母豬是否懷孕。譬如，睡覺喜歡四腳朝天、站著不亂跑、飯量穩(wěn)定增長的母豬就大概率出現(xiàn)了“孕相”。
人工智能的實踐在大型養(yǎng)殖場中開展得如火如荼，也帶來了國內(nèi)傳統(tǒng)生豬養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)形式的更迭。
盡管豬價一路走高，但占據(jù)中國生豬養(yǎng)殖行業(yè)9成的頂梁柱散戶卻正在逐漸退出。
國家統(tǒng)計局公布數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國生豬存欄量為 42817 萬頭，比上年下降 3.0%，2019年上半年豬肉產(chǎn)量同比下降 5.5%。然而于此同時，國家統(tǒng)計局7月10日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年上半年豬肉價格同比上漲 21.1%。
這種“高豬價、低存欄”的現(xiàn)象意味著，不少散戶已經(jīng)不再因為豬價高而擴大生產(chǎn)規(guī)模。
在如今人工成本提高，強調(diào)生態(tài)環(huán)境保護的背景下，規(guī)模化、集約化、精細(xì)化是養(yǎng)殖業(yè)的未來發(fā)展方向，而規(guī)?；c自動化對資本和養(yǎng)殖管理系統(tǒng)提出的高要求，反過來也助推養(yǎng)殖業(yè)的資本化與智能化。
而在吉林長白山和四川宜賓等地的AI試點豬場里日夜不停，用集成攝像頭“眼睛”觀察著欄內(nèi)生豬的巡檢機器人，又好像在宣誓著，一個新的時代即將到來。
遙感殺蟲，少藥多產(chǎn)更實在
中國不僅用不到世界9%的耕地，養(yǎng)活了世界近20%人口，但與此同時，中國農(nóng)業(yè)化學(xué)產(chǎn)品消耗量也占據(jù)了總量的47%。農(nóng)藥越用越多，越用越狠曾經(jīng)是糧食產(chǎn)量增長背后的陰影。
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，大部分農(nóng)戶習(xí)慣憑經(jīng)驗施藥。為了規(guī)避病蟲害的風(fēng)險，對于一整塊田地往往眉毛胡子一把抓，藥往多了給，既浪費了農(nóng)藥，又造成了污染。
借助人工智能技術(shù)為農(nóng)民提供病蟲害遙感監(jiān)測和科學(xué)施藥服務(wù)，這是麥飛科技成立的初衷。在麥飛科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼麥飛農(nóng)業(yè) CEO 陳祺看來，要解決農(nóng)藥施用問題，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，必須要借助科技賦能。
“遙感是一種通用技術(shù)，農(nóng)業(yè)是遙感應(yīng)用的重要垂直領(lǐng)域。”陳祺說。
提到遙感技術(shù)，有不少人會感到摸不著頭腦。和如今廣受關(guān)注的 AI、VR和計算機圖像處理等技術(shù)相比，興起于上世紀(jì)60年代的一種遙感技術(shù)，顯得不那么“高精尖”。而事實上，農(nóng)戶想要了解農(nóng)田狀況，低空遙感可能是合適的技術(shù)。
在農(nóng)田里，每個地物目標(biāo)的都會散發(fā)獨特的電子輻射信息。應(yīng)用搭載在無人機上的各種傳感儀器收集農(nóng)作物所輻射和反射的電磁波信息，并進行分析處理成像。通過遙感成像圖，農(nóng)田里難以觀測的細(xì)節(jié)，就能一覽無余地暴露在人眼下。
“肉眼可見的光譜其實只是一部分。”陳祺說。農(nóng)田中發(fā)生的病蟲害會對作物葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)、色素等產(chǎn)生影響，從而引起反射光譜的變化，借助遙感這一穿透性探測技術(shù)，便能探知農(nóng)田各處的病蟲害情況。
瞄準(zhǔn)低空農(nóng)業(yè)遙感需求，2017年麥飛科技自主研發(fā)了一款無人機遙感載荷——“麥視探針”，收集作物生長情況、氣象、土壤等數(shù)據(jù)，并集成 AI 算法，建立起了光譜與農(nóng)作物健康狀況的關(guān)系，即農(nóng)作物“體檢檔案”。
摸清相關(guān)“底細(xì)”后，開展農(nóng)田作業(yè)的載體是無人機。根據(jù)陳祺的說法，每次監(jiān)測后，無人機會把每片農(nóng)田作物的視覺光譜數(shù)據(jù)回傳麥飛 AI 云分析計算，并快速為每塊生病的農(nóng)田開出“處方”，再傳輸給植保無人機指導(dǎo)噴灑農(nóng)藥。施藥后，麥飛科技的監(jiān)測機可持續(xù)抽樣監(jiān)測，跟蹤病蟲害防控效果。
數(shù)據(jù)顯示，麥飛科技的遙感技術(shù)可以檢測出數(shù)十種常見病蟲害種類所引起的病蟲害程度的分布，準(zhǔn)確率達(dá) 90% 以上。由于麥飛科技對農(nóng)田病蟲害有了實時探測，農(nóng)藥施灑量平均減少 50% 以上。
不僅僅有遙感問診，麥飛還給服務(wù)過的每一塊農(nóng)田建立了體檢檔案。當(dāng)越來越多“無跡可循”的農(nóng)田變成一目了然的數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)的基石便已經(jīng)被打下。
麥飛科技的創(chuàng)始人兼 CEO 宮華澤介紹，“這個數(shù)據(jù)采集不僅僅有遙感數(shù)據(jù)，還有氣象信息，更為重要的是農(nóng)田的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括農(nóng)田位置、邊界、土質(zhì)信息、稻種品類、播種方式等等，數(shù)據(jù)會一直跟蹤到后的產(chǎn)量，相當(dāng)于麥飛給每一塊服務(wù)過的農(nóng)田建立了一個定量化檔案。”
通過直接與農(nóng)戶簽訂服務(wù)合同，麥飛正在幫組合更多農(nóng)戶用低的種植成本，去達(dá)到佳的種植效果。每次合同的服務(wù)周期是一個生長季，以水稻種植為例，大概 4 個月。
麥飛稱，這套解決方案能夠幫助農(nóng)戶降低 20%~50% 的種植成本。
衛(wèi)星測控，天氣的陰晴看明白
佳格天地創(chuàng)始人兼CEO張弓，在“回國種地”前曾在NASA埃姆斯研究中心研究了八年空間數(shù)據(jù)。
在這個過程中，張弓接觸到了大氣資料、衛(wèi)星影像、地面觀測數(shù)據(jù)整合成的數(shù)據(jù)組，他發(fā)現(xiàn)，原來美國農(nóng)民都真的是“看天吃飯”的。
“通過衛(wèi)星，我們能看到每個地方植物長得好不好。”張弓告訴PingWest品玩，“這個精度很高，可以到米級別，每塊地的狀況我們都知道。”
然而在中國，農(nóng)民們“看天吃飯”，卻并不能看個分明。
想要提高產(chǎn)量、規(guī)避災(zāi)害，需要根據(jù)外界的情況做出更合理的判斷。通過氣象模型和衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合，可以做出整個中國的風(fēng)場情況，如果到北京區(qū)域，還可以通過新的技術(shù)手段，把每一個地方的天氣搞清楚。未來幾天會不會下雨？明天幾點幾分有沒有雨？都可以做出高精度的判斷。
有了這些“看天”工具，我就能給出來相應(yīng)的災(zāi)害和相應(yīng)的天氣變化，從而指導(dǎo)農(nóng)民的行動。比如一個暴雨天氣即將過境，我們已經(jīng)知道它未來要下雨，現(xiàn)在就不用灌溉了。
同理，通過衛(wèi)星預(yù)判，也可以幫助農(nóng)民避免寒潮災(zāi)害。
寒潮和我們的生活息息相關(guān)，今年蘋果漲價飛快，就是因為去年中國的蘋果主產(chǎn)區(qū)受到了凍害。而今年，通過和國家農(nóng)業(yè)信息中心合作，配合氣象模型，我們完全可以找到凍害高危區(qū)域，提前往地里灌水，防止土地溫度突然下降。
在不久后的將來，中國農(nóng)民很可能不用再看老天爺?shù)哪樕燥?，看看手機就夠了。
從面朝黃土背朝天，到如今的數(shù)字智慧農(nóng)業(yè)，科技企業(yè)和農(nóng)民已經(jīng)探索出了一條農(nóng)業(yè)之路，帶領(lǐng)我們窺見了中國農(nóng)業(yè)的未來。
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