智能農(nóng)業(yè)市場日漸崛起:打造農(nóng)業(yè)“阿爾法狗”
一、跟工業(yè)化人工智能相似的智能農(nóng)業(yè)
這些主要體現(xiàn)在智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)和智能分析軟件在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。
比如美國的CropX公司,就是一個做農(nóng)業(yè)智能灌溉解決方案的農(nóng)業(yè)科技企業(yè)。Cropx開發(fā)了一種土壤探測硬件,探測地形、土壤結(jié)構(gòu)和含水量,并通過無線裝置實時把數(shù)據(jù)發(fā)到服務(wù)器上,然后通過數(shù)據(jù)分析土壤需求的灌溉量,這個灌溉數(shù)據(jù)實時發(fā)送給農(nóng)戶用戶。通過這個裝置和系統(tǒng),農(nóng)戶在灌溉方面節(jié)約了大量的水資源。
這是在智能灌溉方面,還有在病蟲害防治方面。相比于傳統(tǒng)的大規(guī)模噴灑農(nóng)藥,有家叫Semios企業(yè)提供了更智能的抵御病蟲害的方式。
Semios在農(nóng)田中安裝探測器、攝像頭實時監(jiān)控農(nóng)場中害蟲的密度,并將信息通過無線聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)害蟲的密度超過警戒密度時,則會發(fā)出警告,并通過安裝在農(nóng)田中的另一個裝置噴灑信息素(而非農(nóng)藥)。這些信息素可以干擾昆蟲的交配,從而達(dá)到控制蟲害的效果。這種方式可以取代殺蟲計,對環(huán)境更友好,食品更安全。
還有一種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的智能分析。比如,DescartesLabs通過對包含可見光和紅外光譜的衛(wèi)星圖像進(jìn)行校準(zhǔn)和分析,為農(nóng)業(yè)提供一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。還有一個叫Prospero的農(nóng)業(yè)智能機器人,這是一個會播種的機器人,會自動優(yōu)化播種的間距及深度。
上面說的是跟工業(yè)人工智能相似的發(fā)展方向,而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的另外一個智能發(fā)展的方向更能體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)的不同之處。
二、向大自然學(xué)習(xí),利用自然界各種生物的不同習(xí)性進(jìn)行巧妙的設(shè)計
這種生態(tài)特性的智能農(nóng)業(yè)不僅可以有更好的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出,還對環(huán)境更加友好。
舉個例子,玉米是主要的農(nóng)作物之一。在玉米的主要種植國美國,玉米的種植是大規(guī)模機械化的單一種植,這造成了玉米種植對除草劑和殺蟲劑的過度依賴。而同樣在北美的墨西哥,一種傳統(tǒng)的混種模式給出了“古老”但有智慧的解決方案。
墨西哥農(nóng)民通常是把玉米、四季豆和南瓜一起種植的。玉米桿可以作為四季豆生長的架子;四季豆可以固定空氣中的氮氣,增強土壤肥力;南瓜的葉子可以遮蔽陽光,從而保持土壤濕潤。在混種的農(nóng)田中也有所謂的“雜草”,但是這些“雜草”并不被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民視作雜草,而且當(dāng)初家畜的飼料,而家畜的糞便又可以成為農(nóng)田的肥料。這種生態(tài)混種農(nóng)業(yè)不用化肥、不用除草劑、殺蟲劑,也不用任何農(nóng)藥
還有一個相似的例子在非洲,非洲的玉米種植長期受到玉米螟蛾和巫婆草的危害。玉米螟蛾可降低籽粒產(chǎn)量;巫婆草會把把地理的養(yǎng)分都吸走。這些危害讓非洲每年為此損失70-130億美元。
印度昆蟲學(xué)教授澤約爾卡恩找到一種解決方案,在玉米地中種植山螞蝗草,然后在玉米地旁邊種植狼尾草。山螞蝗草可以破壞巫婆草的根,這樣就除掉了巫婆草,同時,山螞蝗草可以起到固氮的作用,為玉米提供足夠的養(yǎng)分;另一方面,玉米螟蛾不喜歡山螞蝗草的氣味,這樣就可以驅(qū)蟲,玉米地旁邊的狼尾草吸引螟蛾,螟蛾就跑到這邊,狼尾草會分泌粘液吸附螟蛾的幼蟲,從而殺死螟蛾。這樣的做法既節(jié)省了肥料和農(nóng)藥的費用,也不對環(huán)境造成破壞。
還有一個例子是對功能植物香草的智能應(yīng)用。香草大家熟悉的是其提取物在醫(yī)學(xué)和化妝品行業(yè)的應(yīng)用,但是大家并不熟悉香草有著改造自然生態(tài)環(huán)境的功能,比如驅(qū)蟲、提高周圍生物免疫力,甚至可以大大簡化有機堆肥的過程。
在我國安徽合肥有個小團山香草農(nóng)莊,農(nóng)莊的設(shè)計和建設(shè)者是中國臺灣東吳大學(xué)物理學(xué)教授郭中一。郭教授當(dāng)初選擇的小團山是一個沒人要的廢棄采石場,一片荒蕪。農(nóng)場初期的建設(shè)先是靠大量的豆科植物和功能香草,來改善這里的土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,增加土壤的有機質(zhì)和肥力。
這里種植的一種叫康復(fù)利的香草,這個香草可以大大簡化生態(tài)農(nóng)業(yè)中的有機堆肥。通常的有機堆肥發(fā)酵時間長而且菌種難控制,但是如果把這些原料糞肥直接給康復(fù)利,康復(fù)利吸肥能力強,可以直接吸收糞肥,然后把康復(fù)利的葉子割下來,放在桶里。過兩個禮拜,葉子化成液體,直接噴灑。通過利用這些生物智能,農(nóng)莊可以在農(nóng)業(yè)方面大大節(jié)省人力物力。
這種利用自然界生物特性的智能農(nóng)業(yè),說白了點有點像道家的“道法自然”,看似有點古老,但是智慧是永恒的。農(nóng)業(yè)行業(yè)的特殊性,使得利用生物特性的智能農(nóng)業(yè)為我們的發(fā)展提供了更廣闊、環(huán)境更友好、更具有可持續(xù)性的解決方案。