智慧農(nóng)業(yè)，一種綜合性方法，旨在使農(nóng)場(chǎng)更互聯(lián)和智能來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和效率。

智慧農(nóng)業(yè)至關(guān)重要，因?yàn)樵谌蚍秶鷥?nèi)，我們正在面臨資源枯竭、可耕地面積減少以及巨大的勞動(dòng)力短缺等問題。這是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)——糧食和農(nóng)業(yè)組織預(yù)測(cè)，到2050年，世界人口將達(dá)到91億，這將要求糧食產(chǎn)量增加50%。

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為此，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的解決方案，以提高作物產(chǎn)量，減少水、農(nóng)藥和化肥的使用，降低糧食生產(chǎn)成本，減少?gòu)搅骱蛯?duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響，并提高工人的安全性。

農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)公司已將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的方方面面——從Granular(提供高頻衛(wèi)星圖像監(jiān)控整個(gè)農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的農(nóng)場(chǎng)管理軟件)到La Ruche Qui Dit Oui(提供電子商務(wù)市場(chǎng)，無(wú)需中間人即可使農(nóng)民直接與供應(yīng)商或消費(fèi)者建立聯(lián)系)。

機(jī)器人和無(wú)人機(jī)

隨著越來(lái)越多的農(nóng)民使用農(nóng)業(yè)機(jī)器人和無(wú)人機(jī)，農(nóng)場(chǎng)變得更加高效，進(jìn)而生產(chǎn)出質(zhì)量更高、產(chǎn)量更高的農(nóng)作物，并且所需的人力也更少。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)機(jī)器人主要用于收割作物。它們還可以定位并拔除雜草，監(jiān)測(cè)環(huán)境條件，并進(jìn)行土壤分析。此外，配備高分辨率攝像頭的機(jī)器人可以在田間行走、檢查和監(jiān)測(cè)作物或牲畜，并向農(nóng)民的智能手機(jī)發(fā)送實(shí)時(shí)圖像。

無(wú)人機(jī)可用于土壤與田地的分析、噴灑(農(nóng)藥、施肥等)作物、作物監(jiān)測(cè)、灌溉與健康評(píng)估等。而且農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)也是數(shù)據(jù)收集的最好工具。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與預(yù)測(cè)分析

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)使用預(yù)測(cè)分析來(lái)自動(dòng)收集和分析有助于提高農(nóng)場(chǎng)效率、產(chǎn)量的數(shù)據(jù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有助于消除肥料的過(guò)度使用，并可以降低農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的總體影響，同時(shí)仍可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。這一點(diǎn)很重要，尤其是在2018年有超過(guò)1.13億人處于重度饑餓狀態(tài)，還有1.43億人距離重度饑餓僅有一步之遙。

預(yù)測(cè)分析著眼于農(nóng)場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)，以作出決策。它需要傳感器和氣象站提供土壤、氣候和農(nóng)作物的大量數(shù)據(jù)，并使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)開發(fā)供農(nóng)民參考的模型。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的一個(gè)例子是Gamaya，Gamaya借助人工智能和高光譜成像技術(shù)極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性。該解決方案通過(guò)監(jiān)測(cè)作物反射的光線，并在光譜波段進(jìn)行測(cè)量，以預(yù)測(cè)農(nóng)作物的健康狀況。

牲畜數(shù)據(jù)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為農(nóng)民遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)其牲畜狀況提供了大好機(jī)會(huì)。能夠獲得有關(guān)牲畜及其健康的數(shù)據(jù)，意味著農(nóng)場(chǎng)管理員可以更快地做出更好的決策，從而帶來(lái)更高利潤(rùn)。

智能設(shè)備可以幫助農(nóng)民監(jiān)測(cè)牲畜的飼料和飲用水(并在需要時(shí)提供更多)、位置和整體健康狀況，包括繁殖能力。設(shè)備可以在牲畜出現(xiàn)癥狀之前提醒農(nóng)民注意潛在的健康問題。傳感器通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后算法處理這些數(shù)據(jù)并向農(nóng)民提供見解。

例如，Cowlar為奶牛制作了智能項(xiàng)圈。項(xiàng)圈可以監(jiān)測(cè)奶牛的體溫、活動(dòng)和行為，例如它是否在吃東西、睡覺、反芻還是跛行。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)教?yáng)能路由器，該路由器收集2公里范圍內(nèi)所有奶牛的數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到農(nóng)民的智能手機(jī)上。

傳感器

無(wú)線傳感器監(jiān)測(cè)作物狀況，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī)。這有助于農(nóng)民根據(jù)需要進(jìn)行快速調(diào)整，以提高產(chǎn)量和質(zhì)量。

智慧農(nóng)業(yè)使用各種類型傳感器，其中光學(xué)傳感器可以測(cè)量土壤的物理特性，電化學(xué)傳感器可以測(cè)量土壤酸堿度和土壤養(yǎng)分水平，其他傳感器可以測(cè)量土壤的密實(shí)度、濕度或滲透性，并監(jiān)測(cè)空氣溫度和濕度。

一些傳感器，如植物傳感器(phytech)，直接附著在植物上，可以持續(xù)測(cè)量莖直徑的變化。該信息由phytech的算法進(jìn)行分析，使種植者可以隨時(shí)了解植物的生長(zhǎng)狀況。

智能灌溉

一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的灌溉方法浪費(fèi)了高達(dá)50%的水資源。而智能灌溉是一種提高灌溉效率的新興技術(shù)。

智能灌溉控制器可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖鈹?shù)據(jù)，如溫度、風(fēng)、太陽(yáng)輻射和濕度來(lái)調(diào)整灌溉計(jì)劃。它們可以計(jì)算蒸散量，即土壤表面蒸發(fā)和植物蒸騰的組合。此外，一些系統(tǒng)可以測(cè)量土壤中的水分并將讀數(shù)傳送給控制器。

WaterBit Carbon是智能灌溉傳感器的一個(gè)例子。該裝置將土地分成眾多 “微地塊”，它可以監(jiān)測(cè)土壤濕度、土壤溫度、植物健康狀況等因素。然后，其遠(yuǎn)程閥門控制器使農(nóng)民可以管理流向田間不同地塊的水量。

下一代農(nóng)業(yè)

通過(guò)利用機(jī)器人、傳感器、預(yù)測(cè)分析和人工智能等技術(shù)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新，下一代農(nóng)業(yè)極大地改變了農(nóng)民監(jiān)測(cè)和種植糧食作物的方式。通過(guò)使大部分流程自動(dòng)化，它創(chuàng)造了新的農(nóng)業(yè)模式，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。

例如，Bowery是一家室內(nèi)農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)公司，在新澤西州的一家工業(yè)園區(qū)內(nèi)種植水培綠葉蔬菜。這里有一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，用于控制整個(gè)植物農(nóng)場(chǎng)。植物生長(zhǎng)在室內(nèi)的垂直托盤系統(tǒng)中，托盤上裝有傳感器和攝像頭，以控制植物水分、光線和養(yǎng)分的攝入。該公司表示，一平方英尺室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)力是同等耕地面積的100倍。

智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵

智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵不僅在于擁有傳感器、農(nóng)用機(jī)器人和其他監(jiān)測(cè)作物和環(huán)境的裝置，而且還在于確保所有東西都能通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，以便將數(shù)據(jù)發(fā)送給農(nóng)民，這樣農(nóng)民就可以利用這些數(shù)據(jù)更有成效地管理農(nóng)作物或牲畜。