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随着chatgpt的横空出世,人工智能(artificial intelligence,缩写为ai)又迎来新一波发展热潮,为各行各业加速赋能,而ai技术也正在渗入农业生产的各个环节。
如今,在上海,用手机种菜已经仅仅是智慧农业的低配版、入门款了。
来自上海交通大学农业与生物学院的常丽英副教授,多年来带领科研团队从事农业作物生长模型和ai技术的相关研究。去年,在上海市科技兴农项目的支持下,这项技术已经在上海绿立方农业发展有限公司生产基地成功落地。
作物生长模型+ai技术强强联手,成为一颗强大的农业大脑。甚至不需要管理者掏出手机点一点,只要有无线网络,这颗农业大脑就能顺畅、精准运行和管理,省工又省时。
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在绿立方的温室大棚内,研究团队搭建了2套环境传感器和8套图像采集设备。环境传感器每5分钟采集一次数据,8个摄像头每10分钟获取生菜植株图像,数据和图像会上传至云平台。基于一套作物生长模型,ai算法对采集的数据和图像进行处理与解析,可实时诊断生菜的肥料丰缺及生物量变化情况,随后形成决策指令,通过无线网络传输至施肥机,施肥机接收到指令后调节营养液浓度和施肥量。而从摄像头获取图像到最终水肥机执行指令,全过程用时不到10秒。
看到这里,你是不是也觉得脑力不够用了?常丽英介绍,这实际上是一个多学科交叉的项目,是计算机编程、工程和物联网、大数据等技术的集成应用。简单来说,这套技术也像一名蔬菜医生,实时监测、诊断、预判生菜的生长情况,并且能精准下药,缺啥补啥。
从学校实验室到生产基地,这一套技术经历了和研究阶段截然不同的挑战。经过数月的反复的沟通和调试,才顺利在基地实现应用。
目前,绿立方生产基地有5000平方米的生菜种植装上了生菜智慧农业系统。通过精准用肥,减少了35%的常规肥料用量,肥料利用效率提高52%,在产量不变的情况下,每亩每月可节省成本52元。同时,合理用肥减少了生菜中的硝酸盐积累,生菜品质也得到提升。基地现在每年可收获10-12茬生菜,并在盒马生鲜、三江购物等平台销售。
说了半天,到底什么是“作物生长模型”?常丽英介绍,作物生长模型是这套技术的核心,它是对农作物复杂的生长环境和动态的生长过程进行定量,并用数学公式加以描述。“通过作物生长模型,可以更好掌握作物的生长规律,预测作物产量和品质。”
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世界上本就没有相同的两片树叶,每一棵生菜的生长,也有肉眼无法鉴别的差异。要总结一套生长模型,需要采集不计其数的图像和数据,并进行分析和总结,这也太难了吧?!
原来,常丽英在博士研究生期间便着手作物生长模型的研究,而当时,她对研究成果何去何从并无太多设想,只是日复一日地采集和分析数据,慢慢建立起一套准确的模型。好在她和团队坚持了下来,熬过数十年的枯燥和艰辛,终于换来让人工智能技术重新定义农业的机会。
未来,常丽英团队将让这项技术在更多蔬菜种植基地落地,提升相关技术在多场景下应用的精确度和普适性,形成一套可复制推广的本土化技术体系。
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文:曹佳慧 张孜怡
摄:杜洋域
上观号作者:上海三农