科百宏业破题“AI+农业”，改写“南橘北枳”

文｜哀佳 石丹

ID | BMR2004

农业系统包含诸多动态变量，例如气候、土壤、种子、动物和养分等。在传统农业生产中，这些因素很难实现精确监控，通常需要依靠农业专家凭借数十年的经验来做出正确判断。然而，人工智能(AI)不仅能够基于现有信息进行学习，还可以利用机器学习技术对这些因素进行检测与分析，从而实现对各个环节和生产过程的精细化管理、监测和优化。

近年来，传感器、无人机和农业机器人等技术日益成熟，并已广泛应用于众多农业场景。面对这样的技术变革，中国农业未来的发展显示出了巨大的提质空间。毫无疑问，中国农业必须迅速实现转型升级，而智慧农业将成为实现这一目标的关键突破口。

在河北承德滦平县安纯沟门满族乡珍稀食用菌基地里，六十多岁的孙平（化名）正在一个电子仪器上鼓捣着什么，虽然年纪大了，动作略微显得有些笨拙，却不失熟练。

孙平是内蒙古人，精通虫草花养殖。几年前，他接受滦平珍稀食用菌基地聘用，离开家乡来到滦平县，做基地里的“能人”。所谓“能人”，是指他可以同时管理几十个虫草花生产车间，并且做到井井有条。在食用菌基地里，和孙平类似的“能人”大概有十个左右。

孙平操作的机器名叫“数字化云控农业装备”，这套数字装备同时掌控了几十个车间的空气温度湿度、土壤干燥程度、风速大小、二氧化碳浓度等多个环境指标。例如，当虫草花缺水时，土壤传感器会迅速捕捉到土壤的变化，进而触发灌溉装置，给虫草花补水等等。

有经验的人都知道，虫草花种植的难点在于技术，即选菌种、接种培养基、灭菌、培育、采收。培养基上的营养成分和配比不同就会影响虫草素含量。对于工厂来说，虫草花的粗细、硬度、一致性、耐储性很难达到统一标准。

通过这套设备，孙平只需用自己多年的种植经验，将设备上的数据调到作物生长的最佳状态。在以前，同样的工作量大致需要30名左右的工人才能完成，如今整个车间虫草花的管理，只需要他一人足矣。

孙平工作效率的大幅度提升，主要得益于承德润邦农业科技有限公司（以下称“承德润邦”）和北京科百宏业科技有限公司（以下称“科百宏业”）在滦平县联手打造的工厂化食用菌基地。这也是河北省以“5G+数字化精准种植”为主题的食用菌示范园区，主要从事珍稀食用菌（黑鸡枞、金耳、猪肚菌、虫草花）的种植、加工、销售和运营。

“通过物联网设备，将传感器检测到的数据通过园区内的微基站传输至5G网络基站，最终形成大数据。园区内的管理员只需通过电脑或手机终端，根据传送的数据进行浇水、施肥、采光、控温等管理，以保证棚内环境适合农作物的生长。”承德润邦总经理张久年向《商学院》记者表示。

据张久年介绍，有了这套设备，43座大型生产车间仅需10个左右类似孙平的“能人”便可进行有效管理。此外，在菌菇收成时，再由另外的采菇、削菇、装箱打包等工作人员进行一些简单的辅助工作，滦平县的项目便可有效运营，极大降低了人员成本。该县每年年产各类珍稀菌鲜菇1000吨，产值高达5000万元。

不仅如此，该项目属于滦平县安纯沟门满族镇易地扶贫搬迁安置区配套建设项目，惠及贫困户达596户1871人，是当地著名的乡村振兴标杆案例。

传统农业的特点是靠天吃饭，讲究顺应天时、顺乎自然。万一遇到收成不好的年份，天灾虫害不断，农民一年的辛苦就容易付诸东流。

科百宏业创始人刘宗波将传统农业问题大致归纳为几个方面：种什么？怎么种？谁来种？

显而易见，科百宏业与承德润邦合作的珍稀菌基地解决了“种什么”的问题。河北承德滦平县是有名的产菇大县，但主要以平菇、香菇等常见菌菇类型为主，虽然产量高，但价格普遍较低，农民卖不上价钱。反观，科百宏业和承德润邦合作生产出来的虫草花、金耳等珍稀菌，迅速提升了农产品质量，帮助农民创收。

在“种什么”的问题上，科百宏业数字农业应用的另一个成功案例，就是南果北种。科百宏业可以让热带水果——莲雾、荔枝、柠檬、木瓜等在北方安家落户，还可以让海南大部分种不出蔬菜的地区生产出高质量的蔬菜瓜果，大大提高了土地资源的利用率。

对于传统农业而言，自然环境对农业生产的影响很大。传统农业在生产过程中，无论是农作物的种植、水产或是畜禽的养殖，多凭农牧渔民的经验和感觉进行生产。这不仅会造成作业效率低下、肥水药的严重浪费，还使得农产品品质与安全难以保证，很难做到精准化和利益最大化。

对此，科百宏业成功解决了“怎么种”的问题。基于物联网采集的实时环境数据，科百宏业建立了农业作业模型，快速高效地调控作物生长环境。为农业规模化种植企业提供包括水肥一体化、精准灌溉、气象监控、温室自动控制等功能在内的物联网软硬件系统及综合托管运营服务，彻底改变了传统的“面朝黄土背朝天”的农业生产模式，重塑了生产关系。

在城镇化和农村人口老龄化的背景下，农业劳动人口逐步萎缩，很多农村地区已经开始出现空心化的问题。农村老龄化严重，劳动力紧缺，未来中国农业该如何发展？解决“谁来种”的问题同样迫在眉睫。

科百宏业通过物联网的远程控制和精准种植技术，为设施农业和大田经济作物的精准化、标准化栽培管理提供了低成本全过程数字化解决方案，真正实现了农民可以足不出户管理大棚，不仅节省人力物力，还大大提高了生产效益。

“农业问题很复杂，每个问题单独拿出来都很难解决。但是，当很多问题无法解决时，我们可以考虑通过升维的方式解决。结合科技和人工智能，农业生产中的很多问题就会迎刃而解。农民和产业工人有自己擅长的事情，很多农民做不到的、又苦又累的活，完全可以由人工智能进行替代。”刘宗波说。

那么，在农业生产活动中，科百宏业具体运用了哪些科学技术？

科百宏业成立之初定位于物联网，“当时，物联网环境在国内还不成熟，但我们看到物联网农业是个大趋势大方向，我们第一个研发中心成立于奥地利，那里有成熟的传感器产业链和技术优势，便于研发。”刘宗波向《商学院》记者表示。

立足于物联网技术，科百宏业还结合了大数据、云计算、AI、数据分析等技术，形成综合的数据平台，通过对设施、装备、机械等远程控制、全程自动控制或机器人自主控制，完成所有农场生产作业的全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。

中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮认为，当一个农场要实现无人化管理时，就需要对农业生产资源、环境、种养对象、装备等各要素进行在线化、数据化，实现对种植养殖对象的精准化管理、生产过程的智能化决策和无人化作业。其中，物联网、大数据与云计算、人工智能与机器人三大技术起关键性作用。

首先，物联网技术可以确保动植物生长在最佳的环境下，可以动态感知动植物的生长状态，为生长调控提供关键参数。

其次，大数据技术可以处理农场多源异构数据，通过去粗存精、去伪存真、分类等方法，实现数据挖掘分析和知识发现，形成有规律性的农场管理知识库。同时，大数据技术能有效存储各类数据，形成历史数据，为农场管控提供学习与调用的依据。

最后，人工智能技术既赋予装备端识别、学习、导航和作业的能力，又为农场云管控平台提供基于大数据的搜索、学习、挖掘、推理与决策技术。复杂的计算与推理任务都由云平台解决，使装备具备智能大脑。

而在多年的智慧农业实践生产过程中，刘宗波总结认为，智慧农业的基础其实是数据。

“农业是一个非常复杂的系统，要获得符合预期的结果，就需要掌握导致结果的早期数据。科百宏业最初为大家提供低成本的数据采集设备，随着数据量的增加，我们开始思考如何分析数据、制定决策并执行，逐渐引入了更多的技术。”刘宗波说。

刘宗波认为，未来智慧农业需要解决三个核心问题：数据来源、数据处理和数据应用。因此，在科百宏业的具体应用过程中，关键设施设备包括分布在农田里采集各种数据的传感器、无线数据节点、物联网微基站、5G智慧云平台等，涵盖了卫星、云平台、地面传感器等多种不同的数据来源。这使农户能充分了解农作物各个方面的情况，从而更好地进行应对和管理，确保农作物管理达到满意效果，实现无线传感器网络的实际应用价值。

刘宗波强调，原本适用于小农经营的耕种经验已经不适合农业商业化经营。当前的农业生产大数据可以记录分析农业种植培育过程、农产品流通过程中的动态变化，通过数据分析并结合经验，制定一系列调控和管理措施，实现农业高效有序发展。

在位于中国农业科学院的科百宏业办公大厅里，刘宗波向《商学院》记者详细展示了科百宏业机器设备的运作方式。当植物叶面干燥时，灌溉喷头会自动降水；当水位测量器里水位过高时，水闸阀门会自动开启；当温度升高时，给风机器会立即自动运作……每个单独的机器虽然不起眼，但它们却像人的四肢一样，互相配合得非常默契。

刘宗波表示，人工智能解决方案的物联网与工业物联网完全不同。工业物联网是让各个工业机器像遥控器一样方便操作，而人工智能解决方案的物联网则是将所有工业机器解构，让最简单的工业设备协同在一起，实现不同要素之间的动态适配和任意组合，达到一种完全自我运行的状态。

在刘宗波看来，多机器人相较于单机器人的优势非常明显。多机器人能够通过资源互补来提升单个机器人的能力，将其有限的能力扩展到多个任务，并分布在不同的机器人作业中。同时，多机器人还可以增强机器人的灵活性，特别是在资源分配、调度优化方面，能发挥更广泛的作用。未来成熟的智能工厂需要多机器人来适应复杂的人工智能调度。

此外，刘宗波强调，未来理想的智能化设备必须具备简易性、便携性、鲁棒性（Robut的音译，是指在异常和危险情况下系统生存的能力）等特点。当你走进一片智慧农田时，你不会立刻注意到那些庞大且碍眼的机器设备。

目前，科百宏业主要面向的客户包括各地政府农业部门、农业企业以及农业大数据产业企业。业务一般分为两种情况：一是交付性，设备安装好后，科百宏业会为业主提供培训，然后交付给他们使用；二是托管类，科百科技不仅负责项目建设，还提供三年的托管运营期，派技术人员驻场进行指导。此外，根据不同客户需求，科百宏业还可以针对用户需求，定制化提供专项方案。

可以看出，新一代科学技术正深刻地影响智慧农业的发展，用人工智能赋能农业已经成为一个重要命题。未来，智慧农业将使“农民”成为更体面的职业。

来源 | 《商学院》杂志2023年9月刊

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