智慧農業,一種(zhǒng)綜合性方法,旨在使農場更互聯和智能(néng)來提高農業生産力和效率。
智慧農業至關重要,因爲在全球範圍内,我們正在面(miàn)臨資源枯竭、可耕地面(miàn)積減少以及巨大的勞動力短缺等問題。這(zhè)是擺在我們面(miàn)前的一項艱巨任務——糧食和農業組織預測,到2050年,世界人口將(jiāng)達到91億,這(zhè)將(jiāng)要求糧食産量增加50%。
爲此,農業領域提出了基于物聯網的解決方案,以提高作物産量,減少水、農藥和化肥的使用,降低糧食生産成(chéng)本,減少徑流和對(duì)自然生态系統的影響,并提高工人的安全性。
農業科技初創公司已將(jiāng)物聯網應用于農業的方方面(miàn)面(miàn)——從Granular(提供高頻衛星圖像監控整個農場運營的農場管理軟件)到La Ruche Qui Dit Oui(提供電子商務市場,無需中間人即可使農民直接與供應商或消費者建立聯系)。
機器人和無人機:
随著(zhe)越來越多的農民使用農業機器人和無人機,農場變得更加高效,進(jìn)而生産出質量更高、産量更高的農作物,并且所需的人力也更少。
當前,農業機器人主要用于收割作物。它們還(hái)可以定位并拔除雜草,監測環境條件,并進(jìn)行土壤分析。此外,配備高分辨率攝像頭的機器人可以在田間行走、檢查和監測作物或牲畜,并向(xiàng)農民的智能(néng)手機發(fā)送實時(shí)圖像。
無人機可用于土壤與田地的分析、噴灑(農藥、施肥等)作物、作物監測、灌溉與健康評估等。而且農業無人機也是數據收集的最好(hǎo)工具。
精準農業與預測分析:
精準農業使用預測分析來自動收集和分析有助于提高農場效率、産量的數據。精準農業有助于消除肥料的過(guò)度使用,并可以降低農業對(duì)環境的總體影響,同時(shí)仍可提高農作物的産量。這(zhè)一點很重要,尤其是在2018年有超 過(guò)1.13億人處于重度饑餓狀态,還(hái)有1.43億人距離重度饑餓僅有一步之遙。
預測分析著(zhe)眼于農場的曆史數據,以作出決策。它需要傳感器和氣象站提供土壤、氣候和農作物的大量數據,并使用機器學(xué)習來開(kāi)發(fā)供農民參考的模型。
精準農業技術的一個例子是Gamaya,Gamaya借助人工智能(néng)和高光譜成(chéng)像技術極大地提高了農業生産的效率和可持續性。該解決方案通過(guò)監測作物反射的光線,并在光譜波段進(jìn)行測量,以預測農作物的健康狀況。
牲畜數據:
物聯網設備爲農民遠距離監測其牲畜狀況提供了大好(hǎo)機會(huì)。能(néng)夠獲得有關牲畜及其健康的數據,意味著(zhe)農場管理員可以更快地做出更好(hǎo)的決策,從而帶來更高利潤。
智能(néng)設備可以幫助農民監測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(néng)力。設備可以在牲畜出現症狀之前提醒農民注意潛在的健康問題。傳感器通過(guò)移動網絡發(fā)送數據,然後(hòu)算法處理這(zhè)些數據并向(xiàng)農民提供見解。
例如,Cowlar爲奶牛制作了智能(néng)項圈。項圈可以監測奶牛的體溫、活動和行爲,例如它是否在吃東西、睡覺、反刍還(hái)是跛行。這(zhè)些數據傳輸到太陽能(néng)路由器,該路由器收集2公裡(lǐ)範圍内所有奶牛的數據,然後(hòu)發(fā)送到農民的智能(néng)手機上。
傳感器:
無線傳感器監測作物狀況,并將(jiāng)數據發(fā)送到智能(néng)手機。這(zhè)有助于農民根據需要進(jìn)行快速調整,以提高産量和質量。
智慧農業使用各種(zhǒng)類型傳感器,其中光學(xué)傳感器可以測量土壤的物理特性,電化學(xué)傳感器可以測量土壤酸堿度和土壤養分水平,其他傳感器可以測量土壤的密實度、濕度或滲透性,并監測空氣溫度和濕度。
一些傳感器,如植物傳感器(phytech),直接附著(zhe)在植物上,可以持續測量莖直徑的變化。該信息由phytech的算法進(jìn)行分析,使種(zhǒng)植者可以随時(shí)了解植物的生長(cháng)狀況。
智能(néng)灌溉:
一般來說(shuō),傳統的灌溉方法浪費了高達50%的水資源。而智能(néng)灌溉是一種(zhǒng)提高灌溉效率的新興技術。
智能(néng)灌溉控制器可以根據當地的天氣數據,如溫度、風、太陽輻射和濕度來調整灌溉計劃。它們可以計算蒸散量,即土壤表面(miàn)蒸發(fā)和植物蒸騰的組合。此外,一些系統可以測量土壤中的水分并將(jiāng)讀數傳送給控制器。
WaterBit Carbon是智能(néng)灌溉傳感器的一個例子。該裝置將(jiāng)土地分成(chéng)衆多 “微地塊”,它可以監測土壤濕度、土壤溫度、植物健康狀況等因素。然後(hòu),其遠程閥門控制器使農民可以管理流向(xiàng)田間不同地塊的水量。
下一代農業:
通過(guò)利用機器人、傳感器、預測分析和人工智能(néng)等農業創新技術,下一代農業極大地改變了農民監測和種(zhǒng)植糧食作物的方式。通過(guò)使大部分流程自動化,它創造了新的農業模式,進(jìn)而提高了生産效率和産量。
智慧農業的關鍵不僅在于擁有傳感器、農用機器人和其他監測作物和環境的裝置,而且還(hái)在于确保所有東西都(dōu)能(néng)通過(guò)物聯網進(jìn)行連接,以便將(jiāng)數據發(fā)送給農民,這(zhè)樣農民就(jiù)可以利用這(zhè)些數據更有成(chéng)效地管理農作物或牲畜。