探寻AI时代智慧农业新未来！2024年生物光学与智慧农业国际论坛在广州召开

人工智能赋能千行百业， “AI+”新场景层出不穷。 当最前沿的技术与最古老的农业相遇， 会激荡出怎样的变革？ 2024年6月9日， 2024年生物光学与智慧农业国际论坛在广州召开， 来自日本、美国、加拿大、新加坡等国家的200多名专家、学者和企业代表共聚一堂， 现场探讨了生物光学与智慧农业的跨界融合之道， 深入交流智慧农业发展理念和经验， 并就全球智慧农业的前沿技术和未来趋势展开了一场巅峰对话。

跨界融合，共谋智慧农业未来

据国际咨询机构与市场预测， 2015—2025年全球智慧农业市值将达到683亿美元。 作为光电技术和人工智能技术的融合体， 随着生物光照与先进传感技术、通讯和网络技术， 人工智能和其他数字技术的深度融合， 生物光学为智慧农业和设施农业提供了新机遇， 也为食物安全和农户增收贡献新科技力量。

“目前， 智慧农业正处于一个探索、发展阶段， 它的最大的特点就是跨界融合。 ”中国农业机械化协会会长刘宪介绍。 生物光学为智慧农业的发展提供了强有力的技术支撑， 而智慧农业在通过集成现代科技手段， 实现了农业生产的智能化、精准化和高效化。 生物光学与智慧农业的结合， 是一次跨界融合的积极探索， 必将催生新的业态，促进新的发展， 加快形成农业新质生产力。

近十年来， 我国在农业生物光学领域研究取得了重大进展， 在种植、养殖、水产等领域， 均得到了广泛应用， 特别是在植物工厂和温室补光方面， 通过高效的LED生物光学应用， 可为植物生长创造理想的环境， 大幅度的提升作物的产量和品质， 同时，降低能耗和环境的影响， 实现农业生产的绿色低碳和可持续发展。

“当我们聚焦于跨界融合， 智慧农业所带动的， 不仅仅是一个产业的变革， 更是整个社会经济结构的优化。 ”中国农业工程学会秘书长、主编王应宽认为， 随着智慧农业新兴市场的拓展， 新的就业机会、新的业态、新的商业模式、新的消费体验都会源源不断涌现。

生物光学技术以其独特的光谱特性和生物学效应， 为作物生长提供了全新的解决方案。 “我国设施蔬菜栽培不能走欧美国家的加温高能耗栽培之路， 只能发展低成本节能设施园艺生产模式。 ”中国工程院院士、浙江大学教授喻景权说。

“据报道， 日本大部分植物工厂是没有盈利的。 每生产100克生菜约要6元， 零售价100克10—12元， 比传统种植售价贵10倍以上。 每10度电生产1公斤左右的蔬菜， 耗能巨大。 ”中国工程院院士李天来表示， 可通过优化作物种类和品种、优化光照系统和营养液供液系统来推进植物工厂节能化发展， 通过降低厂房建造成本、降低光照成本、降低栽培床成本， 降低植物工厂生产成本， 增加农户收益。

前沿技术，AI重塑现代农业

AI时代，如何高效种养？

在种植领域， AI草莓、AI番茄、AI菠萝、AI水稻等已有成功探索。 AI结合遥感、地理信息系统（GIS）等手段， 可以分析土壤质量、水分含量、植被覆盖等数据， 对农田进行全面监测； 通过传感器和监测设备， 还可以实时监测湿度、温度、光照等， 并自动调整灌溉和施肥时间和剂量； 还能通过图像识别、声音识别等， 协助进行病虫害的早期监测预警、诊断和防治。

在养殖领域， AI技术让养猪更智能。 通过“猪脸识别”建立“猪档案”， 了解每一头猪从出生到生长、检疫、屠宰、加工、运输直到销售的整个过程， 既能全程追踪溯源， 又能帮助养殖业解决人员管理问题。 “猪脸识别”技术能锁定每头猪， 记录并分析它的相关数据， 如父母代、品种、重量、运动量、此前进食量等， 从而实现精准饲养。

“智能化养殖以智能装备、物联网、互联网、大数据和人工智能技术为核心要素， 通过这些设备感知采集数据， 最终实现精准的环境管控、饲喂、监管等。 ”华南农业大学、农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室主任肖德琴介绍。

“2020年到2040年可以称为AI周期， 14亿饭碗如何牢牢端在中国人手里， 需要用生产效率、能源效率、劳动效率的定量翻倍增长实现真正的技术突破。 ”中国农业大学教授、 国家中药材产业技术体系智能化管控岗位科学家贺冬仙强调， 要为农业生产的新质生产力插上科技腾飞的翅膀。

我国智慧农业技术不断迭代演进， 从最简单的机械化到数字化、自动化， 再到智能化。 “要加强AI在农业上的应用， 按照技术攻关、产品研发、集成应用、引领农业、培育产业的路径去发展。 ”中国工程院院士、国家农业智能装备工程技术研究中心首席专家赵春江建议， 农业实际生产情况非常复杂和多样， 如果完全靠人工智能成本很高， 可以重点关注混合增强智能。

中国农业大学三亚研究院党委书记、院长冯伟哲认为， 智慧农业应用物联网、大数据、人工智能等技术， 结合现代生物技术和先进的种植与养殖技术， 推动农业资源、生产环境、设施装备等生产要素的在线化、数据化和网络化， 实现对农业生产经营管理的全面感知与智能决策， 提高我国农业劳动生产率、资源利用率、土地产出率。

“AI是工具， 如何结合智慧农业， 需要研究开发众多数字化感知与认知的新型传感器， 需要大力研究建立农业生物与自然人工复杂环境交互作用的数据模型， 还需要研究开发或整合相关的机械化、自动化设备与装置， 实现AI系统的数字化融合， 从而构建一个智慧农业系统平台。 ”中国农业大学教授黄之栋说， 只有这样才能实现融合AI技术构建的智慧农业生产系统， 实现绿色、节能、优质、高产、高效和节约资源的目的。

广东先行， 积极推动智慧农业高质量发展

广东地域广阔，资源禀赋优越， 农业品类众多， 为智慧农业发展提供了广阔的应用场景。

早在2020年， 广东就在增城建设了全球第一个水稻无人农场。 走进该无人农场， 从耕整土地到播种插秧， 从水肥管理到收割运粮， 全程都由无人驾驶的现代化机械自动完成， 农机好似装上了智慧“大脑”。 “无人农场突破了四大关键技术， 包括数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理， 实现了五大功能， 包括耕、种、管、收， 生产环节全覆盖， 机库、田间转移全自动，自动避障， 自动停车保安全， 植物生产过程实时全监控和智能决策精准作业全无人。 ”中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文介绍。

此外， 以大疆、极飞为代表的科技企业， 积极探索智能农机技术自主研发的多光谱无人机技术， 在农业航空领域成绩斐然。 以智能化生猪养殖为代表的装备技术， 实现种猪智能选育，生猪精准饲喂， 生产环境调控和数据的可溯源， 大幅提高养殖水平与生产效率。 以澎湖号、精铟一号等为代表的大型深远海养殖装备陆续下海， 搭载应用水质在线监测系统， 饲料智能精准投喂系统和水上水下的视频监控系统， 实现数字化健康养殖。

今年， 广东多地先后推出AI产业化应用， 如四会兰花“兰先生”、高州荔枝“高智荔”、徐闻菠萝“菠萝君”、恩平水稻“恩小氧”等， 通过AI科技与具体产业结合， 全力服务乡村产业现代化发展。

“近年来， 广东瞄准农业现代化的主攻方向， 着力提高农业生产智能化水平， 取得显著成效。 ”广东省农业农村厅党组书记、厅长刘棕会说， 广东积极谋划和推动智慧农业高质量发展， 计划建设一批智慧农业产业园， 把智慧农业的应用场景基地化、园区化、定制化， 进行集成式创新。 同时推进若干个现代农机高端装备制造创新园建设， 打造研发、中试、生产、应用、推广和服务于一体的平台， 为加速建设农业强省、推进乡村全面振兴提供坚实基础。

据悉， 本次会议由中国农业机械化协会、中国农业大学、广州光亚法兰克福有限公司共同主办， 中国农业机械化协会智慧农业发展分会承办， 中国农业工程学会、农业农村部设施农业工程重点实验室、广东省农业技术推广中心协办， 广东省农业农村厅、华南农业大学、北京润生农村发展工艺基金会支持。 本次论坛设置了五个分会场， 围绕“智慧农业发展”“生物光学与植物工厂”“设施农业智慧化发展”“设施园艺智慧化发展”“智 能农机与无人化农场”五个主题开展， 线上同步直播。