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【百强嘉宾观点】丰农控股CTO李宇炫:构建“5+2+N”现代服务生态,为农业提供数智化解决方案

作者:张玉洁 2023-12-13 19:40

近日,中原农谷·2023国际未来农业食品百强大会在河南新乡成功举办。本次大会吸引了超过1000名农业科技创新领域企业家、投资家、科学家参与,汇聚了农业产业创投领域新势力,推动构建产业创投新生态。

 

其中,智慧农业论坛聚焦智慧农业产业,探讨如何利用现代信息技术提高农业生产效率和可持续性,实现农业现代化。

 

丰农控股CTO李宇炫出席活动并作了《DAP数智农场解决方案》的主题演讲,本文据其相关分享整理。

 

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农业从“靠天吃饭”到“知天而做”需要哪些条件?

 

丰农控股做智慧农业已有三年时间,在正式进军该板块之前,我们以病虫害识别的AI算法为契机切入智慧农业,近几年扩大了业务范围,现在落地性更强。

 

丰农控股包括“产、学、智、品、投”五大业务板块,对应“大丰收”、“天天学农”、“智农”、“丰诚上品”和“甲子启航”五家公司和机构,分别做农资销售、职业农民在线教育、农业AI图像识别、农产品品牌营销和农业科技投资孵化。此外,丰农控股旗下还有两家研究院“智”“测”,分别从事智慧农业和互联网种植服务及检测。

 

我们做智慧农业的初衷是为了解决农业生产过程中的若干挑战,同时也是为了让农民真正赚到钱。其实无论是大农场还是小农户,在用工、预测、用水、精准作业、管理等各个节点都有痛难点。

 

基于此,我们研发了一款产品——DAP数智农场解决方案,它是基于生产数据进行智慧决策和精准作业的农业AI系统,会从数字、人工智能、精准三个维度做智慧农业管理。

 

DAP有五大功能。一是基于“3S”技术构建农业种植领域的天-空-地监测网络,实现灾前预知和农情信息一图全掌握;二是利用物联网技术实现基于设备的智能化作业方式,减轻人力需求,释放劳动力下滑压力;三是发挥大数据优势精准决策作物生长需求、高效农事指令,从而节省生产资源,生产管理节本增效;四是结合区块链应用构建农产品生产过程的数字化溯源,保障质量安全,擦亮品牌和口碑;五是善用科研分析理论构建作物生长模拟与预测模型,提升产质产量,保障农产品绿色健康。

 

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我们是如何实现上述功能的呢?DAP系统包含5大层9大模块,分别是数据层(D)、决策层(A)、作业层(P)、应用层(A)和服务层(S)。其中,应用层包含固定交互管理平台和移动交互管理平台;数据层包含信息感知和数据融合处理模块;决策层是指AI决策;作业层包含移动作业和固定作业模块;服务层则包含农业生产托管服务和售后运维服务。

 

D数据层——信息感知

 

我们最开始是使用原始的人工手段来采集数据,比如测量植物的宽度、收集的叶绿素数量等,现在则是利用物联网平台和传感器大面积替代原始方法,采集气象、土壤、环境、虫情等多维度数据。另外,我们还会使用无人机和卫星遥感技术采集数据,然后将其放入AI大数据库中训练分析,在生成具体决策后做自动化控制处理,而后应用到更为落地的生产实践中。

 

通过多方数据,我们就可以利用AI做具体决策。之前已提及,我们在做智慧农业之前就已经扎根于病虫害识别领域。此外,我们还可以通过数据融合处理以及无人机、手机等智能设备进行果子、小麦、水稻等品种的AI估产测产,便于基地制定销售计划,赔付做到“有量可循”,真正做到减轻人力工作。

 

A决策层——AI决策

 

决策层的应用都可以使用到农事管理的相关工作中,包括气象智能预警、虫情智能预警等。现在我们已经积累了非常可观的气象数据量,过去七天、上个月、去年等各维度都有,经过所有数据的对比,AI即可做最低值和最高值判断,应用于气象预警。



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对比气象,虫情预警可实现的方式就更具多样化。除了拿手机拍一拍识别外,还可以利用高端的设备,如虫情识别灯等识别出害虫的品种和数量,并给出相应的解决措施。此外,还可以利用摄像头对准每个观测点,来判断虫情是否高发。之后,利用农户地块的电子围栏系统,基于发现虫情设备的经纬度信息,向农户推送虫害信息、用药方案和用药成本等信息,做到快速、智能。

 

在种植过程中如何科学用水也是非常关键的,模型可通过安置土壤传感器和气象站,监测每一分区的环境因子,如气温、土壤含水量等,实施分区水肥预警自动灌溉,节省水肥资源,实时精准控制。最大程度地减少肥料使用,做到降本增效。

 

该模型的运作机制就是通过无人机等硬件设备采集图像和数据,分析地块积光积温,计算蒸腾蒸发量。当积光积温达到浇水施肥指数阈值,系统则会下达灌溉指令,并在自动灌溉后指数清零,以此重复循环。

 

我们的树体生长发育模型会结合物联网、无人机和人工定期采集的作物生长发育周年数据,利用计算机技术定量动态地描述作物生长、发育和产量形成的过程;同时对作物生长和产量形成进行数据化表达和描述,并通过各种元素的营养分布与墒情诊断,结合水肥管道,实施分区水肥、变量施肥。

 

除了如何用水、如何施肥外,我们的系统模型还有许多其他功能,比如补光、控温控湿、农户智能咨询及用药用肥建议等。此前我们把几百万张农事图片放到ChatGPT 4中训练,最终可以直接得出如何施肥、施多少肥的AI建议结果。经过我们自己的农服工作人员审查后,就可以快速给到用户有用的建议。另外,农药产品明白纸设备数据状态查看模块均可以通过AI训练实现降本增效。

 

P作业层——精准作业

 

在精准作业层,我们会用到相对更高级、更先进的设备来辅助完成更高效的作业。DAP凭借着对土壤肥力、土壤温湿度、土壤元素含量、气候变化的感知,能够对生长环境影像因子进行关联和模拟调控,并输出精准配肥、定向定量施肥灌溉等自动化作业指令,通过物联网平台直接驱动设备在无人值守的情况下自动完成作业。同时,通过DAP数智大屏我们可清晰地掌握系统决策的指令及自动化作物任务的执行计划及执行结果,省时省力的同时还可以节水节肥。

 

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我们与华南农大的院士一起合作了无人驾驶的研究工作,还有丰农控股自己投产的无人机和机器人巡检等。在智慧大屏上可以非常方便地查看园区情况,界面还包括设备数据展示、历史气象数据趋势等。我们通过多组摄像头布点,每个小时都能拍摄一张照片,协助平台下发作业指令,以此做到减少人工巡视员的工作量。

 

A应用层——固定交互管理平台

 

我们的固定交互管理平台PC端数智指挥大屏可以基于ArcGIS地图展现与管理农情监测信息,三维立体展现物联网设备,为用户提供一套高效便捷、功能强大的农业监控解决方案。此外,我们还设计了APP和小程序,用户也可以在移动端看到上述提及的多维度数据。


同时,我们还有基地托管服务,旨在实现全国覆盖、全面赋能、全线指导、全员受用。托管的适用场景较多,如农业技术团队专业性一般、不具备科学数据采集能力的企业团队,或是科学种植规划的农场等。此外,我们日常还要对硬件设备做运维和数据校准,包含每季度一次的现场巡检(软硬件整体)和每周一次的远程巡检(主要是软件系统)。

 

除了上述服务内容,基于数据量可观、维度广泛,我们还设立了产品溯源这一增值模块。用户扫描农产品二维码即可溯源果品信息,了解水果生产、流通等关键信息。

 

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农业,这个行业既充满了挑战,又充满了希望,它既承载着我们对未来的期待,也寄托着我们对土地、对食物的敬畏。我们深知农业的智慧化转型不是一蹴而就的,它需要我们的坚持和共同努力。丰农控股将一直与各位一起,在农业的智慧化转型道路上共同前行。

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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