客观日本

从传感器到农业信息科学 --- 静悄悄的农业革命 --- ----戴维

2016年08月24日 信息通信

由于历史、地理、制度等原因,日本的农业是以家庭(农家)为单位的小规模生产经营体制。随着整体社会的高龄化,人口的减少,从事农业生产的劳动力也越来越不足。而日本的农业消费者又是世界上数一数二的挑剔,对农产品的质量、农药残留、转基因等近乎吹毛求疵地苛刻。

面对这样严酷的环境,日本的农家正积极引进高科技(所谓ICT技术),以解决上述课题,为保障农业自足,开辟一条全新的道路。

用ICT解决农业问题,首先派上用场的是传感器。纵观现在试运营或者已经投入经营的ICT农业服务,大体上可以看到有如下的菜单:土壤管理、农药记录、肥料管理、从农作物生育・生产到收获的作业过程管理、培育大棚温度・湿度以及气候的管理等。

这一连串的管理都离不开高精度的传感器。这方面日本充分利用其技术优势,开发出很多面向农业的传感器。只要将它们挂在田头,就可以自动探测到需要的数据。比如在水田里的水位、水温,大棚里的湿度、温度,田间的风向、风力、光照等等。还有对牧场的雌牛运动量的记录,判断母牛的发情时期,提高受胎率。

其次,是把宇宙开发技术运用于农业。比方利用装载特殊照相机的卫星,监视作物的光合成状况,对比安装在田头的气象传感器所记录的气象与土壤的数据,就可以构建一个综合的管理平台,监控植物的生长,把握施肥、喷药、收获的良机。对整个生产流程的记录,可以积累大量的历史数据,进一步改善下一个生产流程。

进行ICT辅助农业生产的不仅是一些新兴企业,传统的大企业也跃跃欲试。譬如ICT巨头富士通打出了一个名叫"秋彩"的农业解决方案的品牌,日立公司也推出了一个叫做"集美农场(GeoMation Farm)"的品牌,三井物产等综合商社也相继进入对高科技农业的投资。几个有代表性的解决方案的概况如下表所示。

进行ICT辅助农业生产的大企业的解决方案
公司品牌内容
富士通 秋彩 对圃场管理、生产计划、销售管理等一系列农业运作活动进行综合管理的平台
日立公司 GeoMation Farm 对圃场、土壤、生产履历以及农作物生长情况进行记录的管理系统
NEC CONNEXIVE 利用IoT/M2M技术辅助农业生产的解决方案
三井物产 agricompass 对生产过程与流通环节的管理系统

通过对传感器数据与信息化平台的结合,可以把农牧生产特有的隐性知识与经验可视化,赋予特定的知识产权,推广生产技术,提高生产效率。通过对产品各个环节的监控,以及流通环节的追踪,可以加强食品安全,增进公众健康。

对ICT稍有了解的读者明白,记录数据并非难事。但是,要把隐性知识可视化,并且恰如其分地介入生产环节,相对比较难。所以,日本已经着手构建AI(AgriInformatics农业信息科学)系统,并将其应用于农牧业生产的研究与开发。这样的AI系统由三部分构成:记录日常信息的数据库;关于已经确立的技术的文字信息和熟练农家的过往经验库;数据分析并进行判断的学习型算法。第三部分如果进一步进化,则可以期待发挥人工智能(另一个AI)的用场。

有开拓才有收获,有创新才有发展,让我们拭目以待ICT在农牧业的应用前景。

从传感器到农业信息科学 --- 静悄悄的农业革命 ---

文・图/戴维