当前位置： 新闻资讯 知识产权 专利技术助推农业迈入“智慧”时代
“喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕烟。”又是一年收获季，金灿灿的稻米晒满农家小院，飘香的瓜果挂满枝头。9月23日，农历秋分之际，迎来了2019中国农民丰收节。
随着物联网、大数据、卫星遥感、智能控制等技术在农业领域的广泛应用，我国智慧农业快速发展，“看天吃饭，下地干活”成为过去。人们坐在家里点击手机屏幕，就能实时查看农作物生长情况、土壤湿度、温度，知晓自家田地两小时内是否下雨，农业机器人采摘果实……在如今农业生产场景里，专利技术已无处不在，高强度的人类劳动逐渐被智能化的农业设备取代，农业生产经营效率显著提高。
手机软件助种地
8月的山西平遥，玉米正在旺盛地生长，丰收在即，此时病虫害的预防尤为重要，尤其是今年草地贪叶蛾和黏虫爆发，对于土地承包大户来说，仅凭人工查看不仅费时费力，还会耽误病虫害防治的最佳时间。
如今，对于承包了500亩地的郭师傅来说，这些都不是问题了。“手机安装了MAP智农，我坐在家里就能看到地里的情况，玉米长势情况都能看得清清楚楚。显示红色的就说明有问题。打农药前我在MAP智农上查看地里未来几个小时内是否会下雨，如果不下雨打点农药就行了。”郭师傅满怀欣喜地说。
“不止郭师傅，现在天津、内蒙古、黑龙江、湖南、四川等全国960多万亩大田产区、89多万亩种植果园的农户都实现这样种地了。”中化集团旗下全资子公司中化现代农业有限公司（下称中化农业）智慧农业事业部产品总监马彦告诉记者，查看地里情况是通过卫星遥感技术收集田地里的多光谱数据，分析作物生长的遥感图像，遥感的数据采集单位精准到米，数据自动化处理速度达每15秒一次。帮助农户实时发现地里的问题区域，节省时间和人力。精准预测天气是公司利用先进的算法技术，以公里级空间分辨率提供精准的气象预测，提前2小时预报短临降雨。
记者在采访中了解到，智慧农业是中化农业推出的MAP战略的重要一环，提供线上线下相结合、涵盖农业生产全过程的现代农业综合解决方案，比普通种植模式实现种植环节降本增收15%以上。目前，该公司针对粮食作物、经济作物分别开发了MAP智农和MAP慧农两套系统，将长期积累的种植经验形成数字化的精准种植管理方案，利用精准气象、卫星遥感监测、智能传感器等现代信息技术管理农田，包括独立的天气预报、遥感巡田、作物长势分析、环境预警、水肥一体化、植保等生产管理与指导。建立作物生长模型，在关键生育期为种植户提供科学合理的农事活动建议，提早预测病虫害和灾害性天气发生，变被动应付为主动干预，提升生产种植管理的精准性和效率。
工业技术来帮忙
机器人“看”到成熟的西红柿，将机械臂伸到果实前，上面的机器手“啪嗒”一声剪断绿蒂，轻轻将果实放进前端的大篓子里，一颗红彤彤的西红柿就这样被摘了下来。那么，机器人是怎么分辨西红柿是否成熟呢？
“农业作业环境中光线复杂多变、作业地形多样、作业目标的种类、形状和颜色也各种各样，这种非结构的环境特性给机器人工作带来巨大挑战。”苏州博田自动化技术有限公司副总经理耿长兴告诉记者，这款果蔬采摘机器人融合人工智能和多传感器技术，采用基于深度学习的视觉算法，对目标果实和作物枝叶颜色识别，来精准判别果实的成熟度、大小、颜色、形状、三维空间信息，并引导机械手臂与末端执行器完成路径规划、抓取、切割、放篮的高度协同作业。同时，搭载的环360度雷达通过不间断扫描，可预先探测作业环境和障碍物信息，并根据所处环境及时调整行走策略，实现自主避障。
目前果蔬采摘机器人的采摘成功率可达90%以上，可以在无人值守情况下，实现自动导航、自动识别、自动完成采摘工作，可解决自然条件下的果蔬选择性收获难题。
除了果蔬采摘机器人，目前市场上的农业机器人正被广泛应用于各种农业场景，覆盖育苗、移栽、喷灌、植保、加湿、运输、分级和包装多个生产环节，包括喷雾机器人、植保机器人、巡检机器人、锄草机器人、农场物流分拣机器人等农业机器人。
“这样的机器人化生产系统将种植技术与机器人技术高度融合，结合作物品种、栽培模式等农艺特征，赋能设施农业动态物料生产、管理和运输的智能化，将使设施农业无人化、无污染、高清洁、柔性生产、信息化和物联网控制得以实现。”耿长兴表示。
专利质量待提升
智慧农业是将物联网、云计算、大数据、人工智能等技术运用到农业生产中，依托部署在农业生产现场的传感器采集大量信息，通过对环境、作物的智能感知和数据分析，实现对农业生产的精准化管理和可视化诊断。简单来说，智慧农业就是让农业生产、加工、营销等变得更加便捷、更具“智慧”。
智慧农业以精准智能代替人工农业劳作，能够显著提升农业生产经营效率，提高农业生产对自然环境风险的应对能力，解决农业劳动力日益紧缺的问题，还能有效改善农业生态环境。目前已成为当今世界现代农业发展的重要方向，也是我国现代农业发展的必然选择。
中商产业研究院的数据显示，全球智慧农业市场规模将从2016年的90.2亿美元达到2025年近700亿美元的规模。越来越大的智慧农业“蛋糕”，也吸引着各大互联网巨头的加入，华为、百度与农业企业展开合作，随着科技巨头的加入或将加速推动智慧农业发展及行业竞争。
八月瓜创新服务云平台专利代理部经理杨彦鸿表示，智慧农业是依托于多个技术领域的结合而实现的一种新型的现代农业模式，经检索发现，目前智慧农业方面的专利或专利申请主要集中在物联网、传感技术、无线通信、人工智能、园艺园林等技术领域。全球范围内共有5.232万件相关专利或专利申请。中国、俄罗斯、日本的相关专利数量位列前三。其中，我国有1.9917万件相关专利或专利申请，授权且处于有效状态的专利4976件。数据显示，2015年开始，我国相关专利申请量大幅提升，从细分的技术领域来看，我国智慧农业领域的技术主题主要集中在物联网、传感器、监控管理系统、可视化智能控制与预警系统、农业体系构建系统以及农用装置等。
江苏大学农业信息化研究所所长刘继展告诉记者，近年来智慧农业在我国发展迅速，很快在科研和生产中推广开来，取得了瞩目的成绩，这与我国国情密不可分。我国农业生产基础条件的特点是平原少，丘陵山地多，缺乏标准化，而人口众多，智慧农业能产生巨大的规模经济效益。因此，政府、生产单位、科研人员，对于新技术新模式是非常渴求的。卫星遥感、农业机器人、无人化农机技术发展非常之快，并进入农业生产中。
刘继展表示，目前，智慧农业大规模商业化应用还需要时间，在实践中还面临一些问题和挑战。一是智慧农业规模化生产程度不足。我国传统农业的经营模式长期是家庭联产承包，决定生产规模偏小，造成各个生产主体差异化较大，经营规模不够，经济条件不成熟，一些智慧化的手段设备无法实施。智慧农业更多是在大型的农场或政府牵头项目更快地铺开。二是我国虽然在智慧农业的后端人工智能等方面具备优势，但是前端关键性的基础技术、部件的设计研发相对薄弱，自主知识产权仍待加强，比如源头的传感器件较为薄弱。建议相关企业，未来从技术的关键环节上攻克难题，加快设备研发，快速实现规模化标准化。
来源：中国知识产权报
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