2020年10月1日，我们的祖国迎来了第71个生日！
从第一颗人造卫星发射升空，到北斗系统成功组网；从第一株杂交水稻落地种植，到智慧农业普及乡村；从第一辆高速动车驶离站台，到高铁线路贯穿全国，71年来我国取得了一个又一个举世瞩目的科技成果。在决胜全面小康的新时代，科技与每个人的生活更加紧密地联系在了一起，科技事业也被赋予了新的使命。
国庆佳节之际，数字北京科学中心为大家带来了特别栏目“更智慧的小康生活”，盘点新时代下你身边的那些“黑科技”。本期，我们将带你了解智慧农业中运用了哪些高科技～
养猪场里，通过“猪脸识别”系统扫描一下猪的脸，就可以在屏幕上看到猪的编号、品种、健康情况、进食量等信息；
温棚中，传感器收集土壤湿度、水分、含盐量等数据，通过人工智能模型和算法，告知农户土壤相关情况；
果园的每个甜瓜都有一个二维码身份证，对甜瓜整个生命周期进行监控；
无人驾驶收获机在稻田里收割稻子……
这些听起来很高科技，其实离我们的生活很近，或许你买的蔬菜水果就是这些高科技农业的产物。
科技在农业中的应用，将让传统农业得以从“靠天吃饭”向“靠技术吃饭”转变，“智慧农业”让农民们的生产更高效率、高利润，让我们吃得更安心。
很多人可能对“智慧农业”不是很熟悉，今天，我们就一起来了解下什么是“智慧农业”，其中又运用了哪些高科技？
学界普遍认为农业有四个阶段。
农业1.0是传统农业时代，主要依靠人力和畜力；农业2.0是机械化农业时代；农业3.0以应用单一信息技术和局部生产自动化为特征。农业发展的最高阶段是农业4.0，充分整合资源，实现农业的智能化、无人化，农业生产过程可控且高效，不受自然环境约束。
“智慧农业”的概念提出于2014年。
“智慧农业”是智能农业专家系统的简称，一般是指利用物联网技术、“5S”技术、云计算技术和大数据等信息技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农田基础建设、通信设备和信息化设施，使农业实现“高效、聪明、智慧、精细”和可持续生态发展。
我国智慧农业起步虽晚，但发展速度非常快。2018-2019年，在国家相关政策的响应下，互联网大咖和企业纷纷加入，如“未来食物农场”“智慧农业平台”“AI养猪”等的出现，使中国的智慧农业迎来了迅速发展时期。
“人脸识别”相信大家已经司空见惯，“猪脸识别”还是头一回听说。养猪为啥还要用摄像头识别每一头猪？如何识别看起来长相差不多的猪？别着急，我们先到智能化养殖场看看这些猪宝宝们的日常吧！当一头猪要“入住”猪舍时，养殖人员通过“猪脸识别”系统扫描一下猪脸，就可以给猪建立标签，生成识别码，关联猪的编号、猪的亲本、品种、生长环境、健康情况、采食计划等信息。和“人脸识别”技术一样，“猪脸识别”技术其实也是生物识别技术的一种，基于构建AI算法来自动识别图片或视频素材中的动物特征，例如动物的面部特征（两眼间的距离、嘴巴的位置、头骨的宽度）、外形特征（花纹、各部位之间的比例）从而实现对动物身份的识别。所以，哪怕是有成千上万头猪，系统也能轻松识别其中的每一头。再搭配饲喂机器人、巡检机器人、环境监测及自动控制系统，便组成了智能化养殖场。传统养殖中，当饲养员把同一栏猪的饲料倒在同一个槽里时，10至15头猪一哄而上凭力气“抢食儿吃”，最终导致同一栏猪出栏时生长不均衡，最小的只有70公斤，最大的达到130公斤。与传统养猪饲喂模式不同，智能化养殖场则要“公平”的多。每个猪栏的中心处安放着被分隔成6个“伸缩式半限喂栏体”的饲料槽，每个食槽位仅能容纳一头猪进出。每个栏体上方的AI镜头对每头猪进行猪脸识别并关联查询出相关信息后，中枢设备会向饲料槽上方的饲喂机器人发送指令，使其可以自动投放这头猪应进食的量，甚至能精准到克。计划指导量内，还能支持互动分餐，真正做到让猪想吃就吃。
“猪脸识别”后进行精准饲喂 来源 | 央视财经频道
这样精准饲喂，同一栏猪出栏时的体重差异可缩小到5%以内，还可以节省饲料成本。横穿猪舍上方的轨道上安装着一个长方体的24小时不间断巡检机器人。巡检机器人上配备了3D双目摄像头、广角深度摄像头、远程测温仪、声音收集器、6项指标环控测试仪等多个设备。这样，高配加持的巡检机器人就具有了视觉点数和估重等功能。巡检机器人只需“扫一眼”就能准确盘点猪舍内猪的数量，还能在对拍摄物体建模后，配合猪只的种类和特性进行估重，整个过程仅需几秒，误差在3%以内。相比较传统的肉眼盘点估重、人工记录的工作方式，这种方式显然更高效、准确，还节省人力和时间。
估猪重量 来源 | 南方都市报
传统的养猪多采用粗放式的养殖方式，猪群健康监测技术受限，耗费大量的人力、物力，猪幼崽死亡率居高不下，产量难以提升，成本高、盈利难。而智能化养猪的监控系统可以24小时不间断地对生物资产的健康体征进行在线实时监测。
计算猪的运动量 来源 | 南方都市报
系统捕捉到猪的运动量、采食量、体温和粪便等数据异常的同时，调取数据库里这头猪的过往体温、进食记录、运动量等进行比对分析。而搭载在巡检机器人上的声纹识别技术可以分析猪的叫声、咳嗽声，从而在早期就能判断这头猪可能患病的风险。工作人员就能第一时间发现病原，提前免疫，从源头上有效控制并迅速扑灭瘟疫。据测算，采用“猪脸识别”后，养殖场的人工成本减少30%-50%左右，降低饲料使用量8%-10%，并且平均缩短出栏时间5-8天。（数据来源：中城发展研究院）
细心的朋友们会发现，有些销售的水果上会贴着二维码，扫一扫上面的二维码就可以查到水果产自哪里，生长的环境怎样等信息。
在智慧化果园里，每棵树都有自己的档案。这棵树栽种的年份，浇了多少水，用了多少肥，打了多少药都清楚，这个二维码也就是水果的“身份证”，让品质溯源也更容易。
消费者通过扫描二维码，就可全方位追溯苹果的来龙去脉来源丨新浪陕西
那么，如何能做到“记住”每一棵果树的信息？这就得益于AI技术。AI即人工智能，是近几年来我们常听到的名词，但是目前还没有统一的定义。2019版的《人工智能安全标准化白皮书》明确提出，人工智能系统是利用一种数字计算机或者其他由计算机控制的机器来模拟、延伸和扩展人的智能，感知周围环境、获取相关知识并且使用，以获得最佳结果的理论、方法、技术及应用的系统。简单来说，人工智能的目的是使智能机器像人一般，具备会听、会看、会说、会行动、会学习、会思考等能力。如我们在上文中讲到的“猪脸识别”就是利用了AI技术，基于机器视觉和图像识别，AI还可以选种、土壤检测、智能耕作、病虫害防治等。在智慧化果园中，无人机或智能巡田机器人会不间断地拍摄植物生长状态和各区域的杂草情况，并将这些图片传输到终端。系统基于图像识别技术，采用特定的算法和模型，进行深度挖掘，提取出了图片中的有效信息。
来源 | 中国经济网
这样不仅让能农户了解作物的生长情况，还可以通过数据对灌水、喷药、施肥的量进行精准控制。而且，无人机或智能巡田机器人还能实现对作物病虫害等问题的识别和监控。农户上传照片到智能植物识别软件，就能识别作物是否存在病虫害问题，软件还会给出相应的解决方案。用气象大数据分析研判种、管、收、售整体方案，比如连阴雨高发期，可提前做好防雨排涝；霜冻高发期，可提前启动防霜机等防霜措施；冰雹多发期，提前布好防雹网；果实膨大期，做好水分调节……以前农民凭经验，现在是通过数据来进行管理。农民们只需远程调控，随时可以查看果园环境。“粮仓已满，请来接粮。”通过5G信号，无人驾驶收获机向它的合作伙伴——无人驾驶运粮车发出信息。
“收到。”在田边等候的运粮车，立即开到收获车旁边。收获机伸出卸粮筒，将稻谷卸到运粮车中，仅几十秒就完成了一次卸粮过程。在华南农业大学增城教研科学基地，中国工程院院士、华南农业大学教授、广东农村科技特派员罗锡文团队的水稻无人农场，是目前全国首例“耕、种、管、收”全程无人机械化作业的水稻农场。
来源 | 科技日报
无人驾驶旋耕机完成土地耕整；无人驾驶水稻旱直播机进行水稻播种；之后，采用无人驾驶高地隙喷雾机和无人直升机完成了施肥和施药等作业；最后，由无人驾驶收获机和运粮车协同完成收获作业。真正实现了耕整、种植、田间管理和收获全程无人机械化作业。无人农场的实现，靠三大技术——生物技术、智能农机和信息技术。在智能农机及信息技术方面，主要依托北斗导航定位系统和5G通信系统。北斗导航定位系统主要提供精准定位，5G通信系统实时处理大量信息且信息传输速度快。目前，无人农机直线行走精度可达到2.5cm。虽然目前全程无人机械化作业还在试验阶段，并未全面推广。但未来对人工智能技术应用的探索，必将会加快中国农业的行业结构优化和市场整合。
衡东县高湖镇新旺村油菜种植产业扶贫基地，有多架无人机在进行飞防作业，帮助贫困户进行病虫害防治。来源 | 人民网
而近年来，一些大型互联网企业的加入，让智慧农业产品能够形成精准的产销对接，农产品按照需求和标准生产后，很快就能进入互联网公司的冷链物流，后续可以直接进入它们的电子商务平台进行销售。
互联网公司的智能养猪宣传标语 来源 | 搜狐网
《中国数字乡村发展报告（2019）》预测，2020年我国智慧农业潜在市场规模将达2000亿元。从“人扛牛拉”到“农机自耕”，从“指望经验”到“依靠数据”，从“看天吃饭”到“科技助力”，智慧农业为农业生产方式带来了翻天覆地的变化和更多可能性。相信将来，农民们再也不用面朝黄土背朝天辛苦劳作，也不用担心农作物滞销血本无归，而是在家就可以利用智慧农业每年都可以大丰收。点击图片查看：5G仅仅是网速快吗？或许答案并没有那么简单……
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