100亿人如何养活自己

编者按：本文来自微信大众号“35斗”（ID：vcearth），作者 籍延宝，36氪经授权发布。

本文为35斗约稿，作者系上海市农业科学研究院农业科技信息研究所助理研究员籍延宝，其结业于我国农业大学，首要从事出产进程数字化、专家系统和智能决议计划支撑系统等信息技能在农业上的运用研究。参加了上海市科技兴农要点攻关项目《农业信息化技能在农业出产和办理中的运用》、国家茶工业技能系统专项《茶工业技能系统首要病虫灾监测预警信息系统的开发》等项目。

据FAO（联合国粮农组织，Food and Agriculture Organization of the United Nations）的猜测陈述，到2050年，国际总人口将到达97亿。跟着国际人口的敏捷增加，国际范围内的粮食需求也敏捷增加。为了满意日益增加的粮食需求，敏捷添加粮食出产是一项艰巨的使命。

假如人类要为今日8.15亿饥饿人口和估计到2050年新增的20亿人口供给养分，这意味着国际将需求添加60%到70%的粮食产值来养活未来新增的20多亿人口，这更意味着人类需求更聪明地了解怎么培养粮食作物，需求在农业范畴投入更多科技，需求对全球粮食和农业系统做出深入改动。在将近100亿人口的地球上，人类该怎么养活自己？

才智农业——敞开未来农业的一把钥匙

未来30年，人口快速增加（比现在增加约26%），但土地资源紧缺（未来30年增加不到5%），只能从农作功率上下功夫。

才智农业便是指人类经过将信息技能运用到培养作物或许饲养动物的进程傍边，更高效地取得食物和原材料的进程。

与精准农业不同，精准农业着重的是根据特定地理方位的变量率作业，而才智农业不光着重方位，更着重的是数据的变量率、对周围环境的感知和对即时事情的决议计划，它是敞开未来农业的一把钥匙。

整个才智农业的运作进程，就像人类躯体相同，简略地分为三个部分，有视觉、触觉等感知部分，也有大脑这样运算、智能决议计划部分，又有四肢用于去发挥自己的行为部分。几个部分缺一不可，相互传输信息供其他部分协同处理。

根据云的才智农业事情和数据办理(wolfert et al., 2014)

传感器和物联网——智能感知和监测

传感器和物联网，极大地进步了人类对现实状况的感知才能，可以第一时刻获取大数据，用于剖析和拟定决议计划，并很大程度上可以做到无人值守。无论是气候站，土壤传感器，仍是光谱相机，为职业数字化供给了数据来历。

物联网在农业技能方面的首要运用范畴包含精准农作物培养、家畜监测和办理、室内饲养和水产饲养等。首要是经过物体的联网、长途操控、猜测性保护和猜测性确诊来进步整个农业的功率，下降成本。

这个范畴的实践者许多，例如许多运用物联网技能树立的植物工厂或蔬菜培养大棚，正在源源不断地出产蔬菜，而且可以周年往复出产，运用物联网调控环境温湿度、光照、养分液配比等，运用数据来驱动更好的出产办理。

Sentera公司的光谱相机产品及数据剖析渠道，为大田农业供给了作物养分确诊、病虫灾确诊的快速数据获取计划。麦飞科技也在这方面做出了尽力，推出了共同的“麦氏探针”和智能化培养系统，进步了遥感数据获取、精准施药的功率和智能化水平。

Sentera公司的光谱数据渠道

Sentera公司的光谱相机

CropX是一家智能灌溉企业，经过其共同的物联网水分传感器和灌溉操控器，以及智能化的算法，协助农人更高效的办理灌溉，用更少的水出产更多的粮食。

CropX公司的土壤水分监测设备

相同，运用各种传感器做墒情监测、病原检测、杂草监测、养分确诊、长势评价以及产值猜测等，这些技能对传统农业进行了革新，大大的进步了出产功率和出产办理水平，一起也部分完结了节本、提质、增效的意图。

人工智能——智能剖析、规划和决议计划

人工智能，可以极大地进步决议计划速度和精确度，完结快速、精准、智能的决议计划，到达进步土地出产率和劳动出产率的意图。人工智能便是运用计算机的软硬件来模仿人类某些智能行为的基本理论、办法和技能。

在农业范畴，可以经过水分传感器及时感知土壤墒情并辅导灌溉；可以经过摄像机来辨认病虫灾；可以经过遥感印象辅佐作物养分确诊和拟定上肥战略；可以经过全球定位系统和导航技能让农机在郊野里自主作业；可以经过农产品前史价格数据来做价格的监测预警，可以归纳考虑作物、环境、人类活动等要素进行决议计划等。

当时，农业范畴需求智能化决议计划的运用场景无处不在，结合人工智能技能树立的智能决议计划支撑系统，协助农人更高效的决议计划单位面积土地在必定时刻范围内的产出率，这将成为未来的首要研制和运用方向。

人工智能在农业范畴相应的科技公司有许多。Gamaya公司运用无人机上的摄像机来捕捉农人地步的光谱图，经过运用人工智能算法对这些数据进行剖析，将光谱数据转换为可操作的处方图，提示农人留意地步的改动状况而且给出猜测成果，农人可以运用这些信息下降成本、削减化肥和水资源的运用的一起还能培养更多的作物。

Agrilyst是一家用SaaS（软件即服务，Software as a Service）和数据剖析来改进室内农业的公司，其软件可以从植入温室的传感器处抓取数据，取得农作物成长状况等数据，协助运营方进步办理功率。

CropMetrics是一家专心于精准灌溉办理的农业企业，它的产品和服务包含VRI优化（可变速率灌溉），土壤湿度勘探，虚拟优化器PRO等。VRI（可变速率灌溉）优化可以使得那些具有地势或土壤变异性的农田的灌溉盈余才能到达最大化，进一步进步产值以及资源的运用率。

Gamaya公司的服务

相同，运用语音数据做自然语言了解，运用视觉和光谱数据做农业“四情”（墒情、苗情、病虫情及灾情）的定性和定量剖析，运用GPS、陀螺仪数据做动物行为监测、农机调度等等，在整个农业信息化、数字化范畴都离不开人工智能技能。

自动化配备——智能履行

在农业一线人口老龄化，劳动力缺少的大布景下，农业自动化配备、机器人以及精准导航技能和自动化技能得到了快速开展。例如机器人或智能农机，可以极大地解放人类双手，完结节本、提质和增效。

国外的AMERICAN ROBOTICS和国内的云圣智能，都看好无人机这一商场，并很早布局，这两家企业首要做的便是无人机的全程作业自动化，信任在不远的将来，大疆立异、极飞等企业的植保无人机，彻底可以彻底自主地进行田间作物监测和农药喷洒，在履行层面愈加智能。

大疆立异公司的无人植保机

跟着这一范畴的快速开展，曾经由人类做的作业，听说2050年将有一半都将被机器所替代，由于机器在单一范畴的存储容量、运算速度都比人类强许多。约翰迪尔（John Deere & Co.）、凯斯纽荷兰工业（CNH Industrial N.V.）、爱科（AGCO Corporation）等农机企业，都在自动化的道路上逐步深耕。

约翰迪尔公司的智能化农机

Abundant Robotics公司主打苹果采摘机器人，运用像真空吸尘器的结构把苹果从树上吸下来，采摘苹果的速度到达均匀1个/秒，完结7*24小时不间断的作业，极大的进步了作业功率。

Abundant Robotics公司的苹果采摘机器人

法国机器人公司Naio Technologies旨在协助农人完结除草使命，并最大极限地消除农药和化学品的运用，该公司推出的自主机器人可以协助农场主在蔬菜农场进行机械除草和收割。

Naio Technologies公司的除草机器人

EcoRobotix公司主打田间除草机器人，经过机器视觉技能，可以精确辨认出杂草，经过机械手臂对杂草进行除草剂喷洒，使除草剂运用量比传统方法削减了20倍，并可以高精度、彻底自主地作业。据该公司担任人称，经过运用该机器人，可以为农场主节省30%的相关费用。

EcoRobotix公司的除草机器人

当然，为了进步感知、决议计划和履行功率，更好地满意事务场景的需求，以上三个部分很大程度上早已你中有我，我中有你。

面临100亿人口压力，才智农业从业人员的重要方针是找到适宜的运用场景和打造出刚需的产品，来进步工业的功率，改进用户的体会，为农业工业发明真实的价值。

数据，好像食物相同重要

跟着物联网的快速开展，经过数据搜集和剖析带来的商场逐步迸发出来，特别是农场范畴，是各大IT和云服务公司的首要抢夺方针。

农场的投入产出结构中，特别依赖于在操作功率和流程上的进步所带来的产值进步、危险下降或许发明更大的收益。这在大规模的培养范畴，特别是一个细小的改动或调整都可以对出产带来很大影响。

好像人类每日要进食相同，才智农业的运作进程需求的是数据。数据好像食物相同，推进着整个才智农业的开展。

田间环境及气候数据、作物成长数据、耕耘操作等数据，经过网络传输到云端，云端的信息化运用整合了决议计划支撑技能，经过运算，输出有用的辅导信息供农人或自动化配备运用。包含灌溉辅导、虫灾种群动态、作物养分状况等。

才智农业范畴的大数据的范畴现已彻底的逾越了农业出产，正在影响整个食物供应链，大数据常常被用于供给猜测性的耕耘操作，完结驱动即时的耕耘操作决议计划，以及重塑商业模式。

产前的培养规划、产中的耕耘辅导和产后的物流出售网络，都离不开大数据的技能。特别是气候和气候变化数据、农业稳妥和金融数据、遥感大数据，这三个范畴数据体量巨大，实践者很多。

FarmLogs是一家运用大数据技能监测农作物成长的才智农业公司，它们的产品能协助农场主盯梢各种方针，例如热量的累积、降水，以及土壤组成成分等，经过遥感印象服务于广阔培养户。

AgDNA相同也是一家运用大数据来服务精准农业的企业，其产品整合了精准培养数据、物联网和人工智能技能，以到达协助商业培养者添加利润的方针。

John Deere（约翰迪尔）公司经过Web大数据渠道聚合土壤传感器等物联网设备的数据、其他农场的数据以及可以协助农人优化出产计划和出产功率的数据，经过渠道为更多的农场主服务。

人多、地少的现状决议了未来农业有必要尽可能地精耕细作、大力开展才智农业，最大极限的进步土地出产率和劳动出产率。在通往才智农业的道路上，不仅仅重视产值和质量的进步，更多的是要重视大局资源配置、科学技能和人力均衡投入带来的效益的进步。

信任跟着物联网 传感器技能的开展、人工智能以及自动化机器人技能的快速运用，结合数据处理、发掘和决议计划技能，带来土地出产率和劳动出产率的大幅度进步，完结对传统农业的深度革新，未来必定可以处理人类粮食危机。