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用人工智能種番茄 收穫“兒時味道”

2021-01-18 09:52
來源:科技日報

天氣熱了自動開窗通風,土壤幹了滴灌系統主動澆水,莖葉粗細、果子大小都有傳感器實時傳遞信息,除了人工剪枝摘果,其他工序都由人工智能系統完成……

在這個高度智能化的温室內,一羣平均年齡不到30歲的“碼農”,種出了畝產3萬斤的高品質番茄,嘗過的人無不稱讚——“這就是小時候的味道”。

1月10日,“AI種番茄”技術走出實驗室,落户江蘇高郵智慧農業示範基地。根據江蘇省農業科學院(以下簡稱江蘇省農科院)智慧農業團隊與高郵市政府簽訂的合作協議,雙方將在這裏打造一個核心100畝、輻射600畝的智慧農業示範基地,今後種植品種也將從番茄逐漸拓展到其他果蔬。

小番茄為何“如此多嬌”

紅的嬌豔欲滴、黃的温潤如玉、綠的沁人心脾、黑的晶瑩透亮……1月12日,記者走進江蘇省農科院“智慧温室”,彷彿進入了一個五彩的世界,10多種來自世界各地的番茄品種在此爭奇鬥豔。

正值“霸王級寒潮”橫掃江南,户外寒風凜冽,氣温已降到零下,但“智慧温室”裏卻能感受到濃濃的春意,温度顯示在20.1℃,完全沒有傳統大棚濕悶的感覺。幾十個金屬栽培槽整齊排開,栽培槽裏一株株長勢茂盛的番茄藤蔓沿着鐵絲向上攀爬。

記者發現,有些植株藤蔓上安裝有傳感器,角落裏還安裝了攝像頭,這些都是自動控制系統的一部分。

“我們利用傳感器、攝像頭等物聯網感知技術,以及4G、Zigbee、WiFi等網絡傳輸技術,可以實時精準地感知、傳輸、獲取、處理關於温室內環境和番茄的各種數據。”團隊帶頭人、江蘇省農科院信息所副所長任妮博士告訴記者,每個番茄生長全過程的數據,都以可視化的方式展現,工作人員可隨時隨地通過電腦、手機查看番茄的“健康狀況”。

對農作物長勢的描述終於告別“良好”“喜人”這樣籠統的詞彙,取而代之的是依靠植物本體傳感器所採集的番茄葉温、莖粗、果徑等數據,“當前的光照是否充足,温度是否合適,水肥是否施得恰當,都能讓番茄自己來‘説話’。”任妮説。

除了番茄生長全過程數據實時精準感知,智慧温室內還有水肥一體化智能管控系統,包括水肥機、滴灌系統和無公害配方水溶肥,實現了按需精準施肥,讓番茄也擁有“私人定製”的營養師,不僅吃得飽而且吃得好。

另外,這些番茄全程都栽培在基質中,杜絕了土傳病害,減少殺菌劑和殺蟲劑的使用;同時,還用熊蜂對番茄進行自然授粉,杜絕使用生物激素和生長劑,讓番茄迴歸“兒時的味道”。

可複製可落地的智慧農業技術

5G、傳感器、機器人……近幾年,智慧農業的概念被熱炒,一連串貌似高大上的詞彙,可能會讓人以為這是一項高高在上的技術。

但在任妮的眼裏,智慧農業應該是實實在在能落地應用、解決實際問題的技術,“智慧農業不僅僅是各種信息技術的代名詞,更是農業的新業態、新模式。”任妮説。

“我認為傳統農業現在面臨兩個最關鍵的問題,一個是誰來種地,另一個是如何種好地。”任妮説,智慧農業可以吸引更多有知識、有文化、有技術的年輕人加入到農民的隊伍中來,讓農民成為有吸引力的職業,也就是新型職業農民。而在提升農作物產量、把控農產品質量、降低農業生產風險以及減少農業對環境的影響等方面,智慧農業也大有可為,通過智能設備實現農業生產的標準化、精準化、智能化和綠色化,就能夠讓農業變成有奔頭的產業。

朝着這個目標,3年前,任妮帶着一羣平均年齡不到30歲、完全沒有學過農業知識的信息技術人員,用智能技術種起了番茄。

到現在,種出的番茄已經是第三季,這次收穫的番茄不僅口感很好,而且產量大幅提高。“眼下這一季番茄,小的畝產2萬多斤,大的可達3萬多斤。”任妮説,最關鍵的是,形成了一整套可複製可落地的智慧農業技術,對方只需建好大棚,其他的都交給智慧農業系統,不論誰來種、不論在哪種,品質和產量都能保持一致。

以番茄為例,從8月份定植,到來年的6月份清棚,整個生長週期的水肥和環境調控都不需要人為干預。藉助物聯網、大數據和人工智能技術,系統會分析温度、光照、濕度、二氧化碳以及基質的温度、濕度、酸鹼性等指標,一旦發生異常,就能夠自動提醒管理員及時採取措施。

任妮説,在番茄整個生長週期中,只有整枝、打杈、下盤、採摘需要人工操作,“過去2個人管理1個大棚忙得停不下來,現在1個人管2個大棚輕輕鬆鬆”。

為了解答種植户的技術疑問,他們還利用人工智能深度學習技術,把公開的番茄專著、論文及網絡資源彙集起來,打造了一個基於知識圖譜的智能專家問答系統。“只要是有關番茄種植的,智能專家都可以全天候進行精準作答。”任妮説。(記者 張曄)

責任編輯:常磊

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