无人农场,推动中国农业驶入“快车道”

2022-11-11 15:08:59 admin 1

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来源:农业行业观察(产业●科技●商业)

农业,从来没有停滞过前进的步伐。从互联网农业,到智慧农业、数字农业、智能农业...从农业1.0时代,农业2.0时代,到农业3.0、4.0时代...从靠人,靠机械,再到靠数据、靠人工智能、机器人...每一次的进步不仅仅科技的进步,也是人的进步...
近些年,面对“年轻人不愿干农业”、“农业没人干”的客观现状,中国农业迎来“十字路口”。“如何变”、“如何改”...其办法就是“机器替代人”,“让机器来种地”。
说到“机器替代人”最成功的落地模式,一定是“无人农场”。近些年,无人农场已经成为资本、政府、企业“热捧”的新业态、新布局,还成为未来农业的典型业态,必将会影响中国农业未来30年的发展格局
但是,我们还得弄清楚“无人农场”到底为谁建设、谁才是“无人农场”的主人、“无人农场”解决中国农业什么问题...


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什么是无人农场


我们看到无人农场,最先想到的“无人”,不用人下田“不用人做农事操作等。
笔者调研某个品牌公司时发现,在农田里,无人拖拉机、无人插秧机、无人收割机……从耕地、播种、施肥、灌溉到收获,整个农业生产过程只需要操作手机和电脑系统,农业经营者、农民可以实现“坐在办公室种田”、“不用下田”、“减少下田频次”的梦想
中国工程院院士罗锡文用了高度概括的五句话来描述无人农场:“耕种管收生产环节全覆盖;机库田间转移作业全自动;自动避障异况停车保安全;作物生产过程实施全监控;智能决策精准作业全无人。”
从概念上来看,无人农场就是人工不进入农场的情况下,采用物联网、大数据、人工智能、5G、机器人等新一代信息技术,通过对农场设施、装备、机械等远程控制或智能装备与机器人的自主决策、自主作业,完成所有农场生产、管理任务的一种全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。无人农场的本质是实现机器换人
另外,无人农场通过对农业生产资源、环境、种养对象、装备等各要素的在线化、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。


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4大核心技术


任何一个无人农场想要实现“无人”、“少人”的情况下,突破口就是技术、科技、数字、人工智能、机器、信息技术等技术的综合应用
我们来梳理下,无人农场里的4大核心技术:

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物联网技术


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可以为装备的导航、作业的技术参数获取提供可靠保证确保装备间的实时通信。

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大数据云计算技术


大数据、云计算技术提供农场多源异构数据的处理技术,进行去粗存精、去伪存真、分类等处理方法;能在众多数据中进行挖掘分析和知识发现,形成有规律性的农场管理知识库;能对各类数据进行有效的存储,形成历史数据,以备农场管控进行学习与调用;能与云计算技术和边缘计算技术结合,形成高效的计算能力,确保农场作业,特别是机具作业的迅速反应。

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人工智能技术


人工智能技术一方面给装备端以识别、学习、导航和作业的能力,另一方面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,复杂的计算与推理都交由云平台解决,给装备以智能的大脑

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信息技术


尤其是5G技术的出现,必将加速了无人农场的发展。据悉,在5G技术大带宽、低延时等优势加成下,网络时延可以控制在20毫秒以内,让无人驾驶农机的稳定性、安全性大幅提升,未来将实现农机全方位、高速度地探查周边环境,将提升智能农机的安全性与可操作性,实现更精准地定位服务,逐步实现对全区所有纳网农机的高效运行管理。
除了以上4大技术之外,农业机器人设备也是无人农场的核心。在物联网技术、云计算、人工智能技术及5G信息技术加持下,植保无人机、插秧机、收割机、采摘机等智能设备、智能农机成功替代了“人”,执行相关的命令及操作,完成播种、耕作、病虫害监测、收割、采摘等农事作业
罗院士还介绍,无人农场具有五大特点:耕种管收生产环节全覆盖;机库田间转移作业全自动;自动避障异况停车保安全;作物生产过程实时全监控;智能决策精准作业全无人。因此,科技、数据、信息、智能设备才是组成无人农场的核心要素。


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政策助推


众所周知,相比于工业、消费品行业,农业受政策的影响最激烈。每一次农业的变革,来自政策的牵引或助推。
另外,“谁来种地”、“如何种地”、“如何科学种地”等问题经常出现在各级会议论坛里。罗锡文院士多次表示,如今,世界农业面临着一个严峻的问题——人口老龄化,解决谁来种地的问题迫在眉睫,搞“无人农场”就是为了解决谁来种地的问题。
为了破解种地难题,近些年,各级政府和行业部门纷纷出台并落地“智慧示范农场”、“无人农场”等等相关政策,推动“无人农场”的发展。
早在2020年10月,国家发布《第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》的相关文件,提出“通过农业大数据与人工智能等技术,创新发展农业智能装备,提高涉农人员运用信息与知识水平和管理决策能力,核心解决卡脖子与短板技术、农村劳力短缺、人工成本高的问题,确保农业安全自主可控。”
2021年2月,国家层面还发布《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》,提出建立农业农村大数据体系,推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合
今年5月,由工业和信息化部指导,中国发布了首个智能农机技术路线图。工业和信息化部相关负责人指出,到“十四五”末期,中国平原地区主要粮食作物将全面普及以导航技术为主、具备自动行走能力的智能农机装备,在集中连片的大型平原地区农场,具备高度自主行走能力的智能农机、完全自主行走能力的农机将成为作业主力,形成一批商业化的无人农场。
除了国家级政策之外,各级地方政府也在落地无人农场政策,。比如,广东省“十四五”规划明确提出强化农业科技支撑,大力发展智慧农业,并提出建设农业人工智能装备研究中心,打造10个粤港澳大湾区无人农场。江苏无锡市、上海嘉定区、北京海淀区、浙江嘉兴市、四川成都市、安徽亳州市、广西马山县、湖南长沙市等100多个县市区积极加码无人农场。


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哪些公司推动无人农场


农业行业观察认为,无人农场是智慧农业、数字农业、智能农业的最好、且最成功的落地模式。另外,无人农场的出现帮助互联网公司、农业科技公司寻找到了新的商业落地的切入点。
作为互联网农业代表公司-阿里巴巴一直坚持科技赋能农业的理念,帮助农业产业转型升级。早在2018年,阿里对外发布未来农场计划,表示将在三年时间内,在全球建立包括水稻、棉花、脐橙等9大类作物的首批示范基地。同时,“未来农场计划”将通过智能离心喷洒技术,减少对药物对作物的重喷、漏喷;AI技术根据病虫害程度,精确计算灌药量,实时校准喷洒。“未来农场”对作物的选种、除草、播种、灌溉、施药,全都进行有针对性和差异化的指导,对未来的每一个果实的质量,都能保证。
在农业落地上,极飞科技坚持科技应用农业,结合智慧设备,积极构建无人未来农场的蓝图。
极飞科技创始人兼CEO彭斌表示,希望把超级农场打造成硬核的无人农场模板,未来可以被复制和推广。同时,超级农场还将作为农业科技的孵化基地向外界开放,让更多农业技术在这里萌芽和生长。
为此,早在2021年,极飞在新疆打造了3000亩超级棉田,还在广州启动了超级农场项目。今年10月份,极飞科技还发布了一款软件产品——极飞农场 App,旨在帮助中小型农场和家庭农场实现数字化管理,提升农业生产效率。


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近些年,以“以科技塑造农业未来”的博创联动公司也在加码“无人农场”的落地,从农业机械智能控制与远程联网的精准农业升级改造入手,融入农田和农作物信息化,打造面向全球的无人农场智慧作业平台,推动“会种田”到“慧种田”的农业升级。2021年4月,博创联动开始建设浙江嘉兴无人农场水稻种植。今年4月,博创联动还主导首个海淀区406亩的“京西稻无人农场”建设。
农业行业观察认为,农业科技公司、互联网公司落地无人农场,核心是结合自身的优势,打通品牌、产业、技术融合,并带动自身业务布局。无人农场不是结束,而是业务服务的开始。他们围绕无人农场不断地注入科技的力量,帮助中国农业转型升级。


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无人农场应用场景


农业行业观察调研结合当前无人农场的情况,梳理了6个无人农场商业类型,并进行详细介绍:

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无人大田


无人大田是最早的无人农场类型。目前我国农机自动导航驾驶系统已经在大田种植中开始规模化推广应用,随着应用技术的成熟、决策模型精度的提高,在未来十四五期间,我国大田种植在装备质量、机具种类、智能化水平上发展升级趋势将会加快。

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无人果园


无人果园通过引进并创新了网室保护性栽培、欧洲脱毒苗木、矮砧宽行密植栽培、全程机械化管理、农业物联网等先进技术,实现了果园标准化生产技术的集成应用与示范推广。
未来无人果园需进一步技术集成与创新,研发地面传感器、高分辨率航天、航空影像多维度感知,采集数据的实时回传,达到及时、全面了解果园生产状况;开展果业生产、储运、销售数字化研究,制定各环节数字化标准,实现果业产业全链条数字化呈现;通过云服务、边缘计算设备、智能作业前端装备实现云边端一体化的农业智能作业新模式。


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无人温室


无人温室是集数字化、智能化于一体的无人温室大棚种植。目前我国以无土栽培、立体种植、自动化管理为特征的植物工厂研发和产品水平较为先进,已具备自主知识产权的成套技术设备,但我国设施农业机械化率仅30%左右。
因而,在十四五期间,我国无人温室需进一步提升设施栽培生产技术的自动化、智能化、机械化水平,从环境调控自动化、生产过程无人化、分级包装智能化等重点方面入手,发展具有自主知识产权的设施农业机器人。

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无人牧场


无人牧场是指畜禽育种、繁育、饲养和疾病防疫等环节以及产后运输、处理等全过程的无人化精细养殖模式。牧场无人化精细养殖,降低了畜禽死亡率,提升了畜、禽质量,实现了畜、禽养殖场的机器代人目的
无人牧场是未来牧场发展的大趋势,未来将推进畜禽圈舍通风温控、空气过滤、环境感知等设备智能化改造,集成应用电子识别、精准上料、畜禽粪污处理等数字化设备,精准监测畜禽养殖投入品和产出品数量,实现畜禽养殖环境智能监控和精准饲喂。

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无人渔场


无人渔场是运用现代信息技术,深入开发和利用渔业信息资源,全面提高渔业综合生产力和经营管理效率的过程,是推进渔业供给侧结构性改革,加速渔业转型升级的重要手段和有效途径。
其未来发展重点,将通过构建基于物联网的水产养殖生产和管理系统,推进水体环境实时监控、饵料精准投喂、病害监测预警、循环水装备控制、网箱自动升降控制、无人机巡航等数字技术装备普及应用。

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生产型蔬菜无人农场



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北京市首个生产型蔬菜无人农场示范取得成功。该无人蔬菜农场位于阳坊镇,园区内无人整地、无人植保、无人巡检,只有各式无人机有序作业。目前,总面积47.2亩的农场中,已有70%以上实现了数字化自主管理,经测产,达到商品化水平的首茬甘蓝实现亩产5000斤,有力证明了生产型蔬菜无人农场获得成功。
随着技术的成熟,无人农场的应用类型还将会越来越多。当然,在探索无人农场应用之际,经营者不仅仅解决“如何种”的难题,还要解决“如何溢价”。无人农场不仅仅降低成本,还需要实现从技术到产业的突破,成为未来农业的新商业。

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未来前景


无人农场是一个综合体新农业,其包括物联网农业、智慧农业、数字农业、人工智能、智能设备,还是设施农业、生物农业、信息技术、生物育种等等新农业业态,而且每一块市场和环节都隐藏着巨大的市场机会与行业潜力;同时,无人农场加速了中国农业现代化驶入“快车道”

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牵引着一个万亿级市场

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仅智慧农业和生物育种2大市场规模达千亿级。数据显示,2021-2027年全球智慧农业市值年复合增长率(Compound annual growthrate,CAGR)将达到9.7%。结合中国农业产值,初步预估2021年我国智慧农业市场规模达685亿元,预计2022年我国智慧农业市场规模将进一步增长至743亿元,同比增长8.5%。
另外,生物育种的市场规模也非常之大,2020年我国种业市场规模达552亿元,过去5年年均复合增长率2.3%,市场规模居全球第二,仅次于美国。如此巨大的市场,就会形成巨大的虹吸效应,吸引着巨头公司、政府积极加码布局。

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引爆农业科技应用与落地

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随着无人农场的兴起,农业科技不再是“实验室”的项目,而是积极与产业融合、并成为农业产业升级的加速器。与此同时,无人农场还会带动新技术、新科技、新商业的落地与应用,从而带动中国农业现代化发展,利好中国农业。

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行业标准缺乏,挑战与机会并存

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标准化才会产业化,这是任何一个行业发展的规则。然而,目前无人农场还没有形成标准。参与者都按照自己的设想打造无人农场,这挑战也是机会。
另外,随着无人农场的发展,标准化也将会逐步建成;如此,才会推动无人农场产业化、规模化发展。

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没有巨头 需要深耕者

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一个行业的发展,不能没有巨头。目前,参与无人农场的企业大多是农业科技公司或互联网公司,这些公司凭借互联网技术、品牌等优势成为“第一个吃螃蟹的人”。
但是,农业的难题不仅仅降低成本、提高效率;而是要整体地升级,囊括技术升级、渠道升级、商业模式升级。
农业行业观察透视发现,目前的无人农场还停留在技术层面的升级,深层次的变革还有待迭代与跃迁。如何帮助农业建立成本优势,如何帮助区隔式发展,如何帮助农业提档升级...这些问题还需要破解,更需要重视;总之,无人农场绝不能成为互联网公司、科技公司的“试验田”,而应该成为加速中国农业现代化的压舱石。

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当然,随着国家政策落地,中国全面现代化世纪目标的推进,无人农场、高科技农业、农业现代化等新模式、新业态逐渐成为现实。与此同时,新的商业模式也会不断地涌现,我国农业将由大国走向强国的步伐不可阻挡。在助力农业农村的层面,科技不应停留在技术赋能环节,更需在农业产业、商业化、品牌化等层面进行破局、重构


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