智慧农业 4.0时代

作为农业大国，中国始终把农业发展放在首位，在经历了生物农业、化学农业、机械农业阶段后，我国正探索迈进以信息知识为生产要素，互联网、物联网、大数据、云计算、自动化、智能装备应用为特征的现代智慧农业4.0时代。以种植过程公开化、劳力管理智能化、种植技术智能化、农业管理智能化为场景的新型农业模式趋势渐成。“AI+5G”正在构建农业新生态，农业机器人、农作物监测、环境监测、病虫害预测、资产盘点、生产监控等农业人工智能应用空间巨大。

智慧农业的概念从1999年诞生，2005年国内普及，2009年被正式列入国家五大新兴战略性产业之一，写入到“政府工作报告”中，2012-2019年我国就提出要加快突破农业关键核心技术，培育一批农业战略科技创新力量，推动生物种业、重型农机、智慧农业、绿色投入品等领域自主创新。所谓"智慧农业"就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

2013年，德国政府提出“工业4.0”的概念在国际社会引起很大反响。工业技术和生产模式，从机械化生产、电气化生产、自动化和信息化生产，到网络化和智能化生产，德国人把它们形象地称为现代工业模式的四级演变，即“工业4.0”。新一轮的工业化带来的重要变革就是智能制造，而农业作为工业生产原材料的提供行业和工业制成品的使用行业，必将融入这场时代的变革中，也在向智能化时代发展，譬如垂直农业、农机自动化、现代温室和AIOT等等。

作为智慧农业的一个发展方向，垂直农业成为近两年农业科技市场资本新宠之一。这种垂直农业本身并不是一个新概念，这个词可以追溯到1915年由美国地质学家吉尔伯特•艾利斯•贝利提出，尽管第一个商业垂直农场花了一个世纪才建成。但正真概念化与引起关注的是，1999年，美国哥伦比亚大学的迪克森.戴波米耶。即将农产品、牲畜养殖等农业环节放入到可模拟农作物生长环境的多层建筑物中，并通过能源加工处理系统，实现城市粮食与能源的自给自足。该概念倡导在城市中探索新型农业生产模式，以解决未来城市中粮食供应、资源优化和人类生存之间的矛盾和问题。其构造模式完全颠覆了人类几千年来的耕种方式，粮食作物第一次离开其赖以生长的土地，在高楼中成长、收割。垂直农场被美国《时代》周刊评为2009年“50项最佳发明”、最具特点的十大发明之一。垂直绿化是指导充分利用不同的立地条件，选择攀援植物及其它植物栽植并依附或者铺贴于各种构筑物及其它空间结构上的绿化方式。而垂直农场更强调的是它的生产性，它不仅能解决未来的粮食短缺问题，还可以阻止全球变暖，改变人类获取食物和处理废弃物的方式。日本软银，谷歌的前老板埃里克•施密特和亚马逊的创始人杰夫•贝佐斯已经向位于旧金山的垂直农业公司Plenty投资了2亿多美元。2019年6月，英国在线杂货公司Ocado花费1700万英镑(2130万美元)在垂直农业上，在其自动化配送仓库中种植新鲜农产品。垂直农业最大的缺点是运行大量LED灯所需的高成本电力。这意味着生产高价值、易腐烂的产品在商业上是可行的，比如沙拉叶子和草药。然而，这是一个不容小觑的市场。但对于更广泛的农产品来说，它可能过于昂贵。2014年，美国康奈尔大学(Cornell University)生物与环境工程荣誉退休教授路易斯•奥尔布赖特(Louis Albright)计算出，用垂直农场种植的小麦制成的面包，售价约为23美元。

2018年8月苏格兰农业技术公司Intelligent Growth Solutions（智能增长解决方案公司，简称IGS）开设了首个垂直农业示范设施。自那以来 IGS 受到了来自世界各地关注，其突破性的专利技术订单也不断增加。2019年其完成540万英镑的A轮融资，该次交易由农业食品技术投资基金 S2G Ventures 领投，旧金山风险投资公司 AgFunder 和苏格兰投资银行(Scottish Investment Bank )参投。IGS由一位农民和一位工程师于 2013 年创立，汇集了数十年的农业和工程经验，创建了一个技术企业，其技术是专门为解决垂直农业的一些最大挑战而设计的，比如电力和劳动力成本问题、持续大规模生产高质量农产品。IGS的垂直农场位于James Hutton研究所，研究人员与IGS团队合作，探索不同的生长灯对提高作物产量和质量的影响。据IGS称，垂直农场可以通过一个平台进行监控。与其他室内生长环境相比，该解决方案将有助于将能耗降低50％。目前IGS拥有在全面控制环境农业 (TCEA)、用于温室和补充照明的智能电网、支持物联网的技术来集成数据分析等多项技术中的17项专利，提供为全球园艺创造精确控制的室内生长环境的平台。

2021年6月IGS在新西兰汉密尔顿举行的南半球最大的农业盛会Fieldays 创新奖中获得了“增长和规模”奖。该年度奖项旨在表彰农业领域的最佳创新，还为原型和早期创新提供了类别。2021年8月IGS 荣获室内农业卓越中心“同类最佳”奖，室内农业卓越中心根据对行业数据的仔细分析以及来自行业和学术界的思想领袖的意见，提供有关室内农业经济学的见解。对于 2021 年的奖项，重点是可持续农场和设备制造商，它们有效地利用土地、能源、劳动力和水等资源，在室内农场环境中以可承受的价格生产最高产量。

农业发展的4.0，不光是中国，世界农业必然要走的道路，就是1.0靠人力、畜力，经验，2.0靠机械，3.0靠自动化技术，现在机器加上自动化技术，4.0就是智能，3.0是一个生产单元的自动控制，智能化是全的、多的、全产业、全链条、全行业、全区域的，是一个本质的区别。在欧洲，农业已经历了传统农业、机械化农业和自动化农业这三个阶段，现在基本已经实现现代化。对于现代化农业而言，农业规模化和集约化是前提，设施化和装备化是支撑，在线化和数据化是特征，市场化和信用化是本质，产供销一体化和标准化是保障。信息化和智能化是目前欧洲农业发展的引擎，通过信息化和智能化使农业更加精准、更加高效、更加安全。随着物联网等信息技术的强力渗透，信息流的“无孔不入”以及智能化的快速发展，农业逐渐转变为以物联网、大数据、云计算、人工智能等技术为支撑和手段的一种现代农业形态，是继传统农业、机械化农业、信息化农业之后的更高阶段的农业发展阶段，即智能农业阶段，将农业多功能性所内含的教育文化、历史传承等非经济功能彰显出来，带动农业生产回归资源环境，达到“人类回嵌自然”的生态文明新时代。在农业4.0阶段，人们充分运用物联网、大数据、云计算、移动互联网、空间信息技术、人工智能(以机器人为代表)等新一代信息技术，对土地、劳动力、资金、技术、市场、信息等各种农业要素进行重新配置与优化，实现对大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等农业行业的数字化设计、在线化处理、智能化控制、精准化运行、无人化作业和科学化管理，使农业实现大区域范围内整体优化配置，使农业的生产方式、经营方式、管理方式和服务方式跃升到一种新的形态。在这种形态下，农业高产、高效、优质、生态、安全、智能，这也代表了农业发展的方向。

来源：人智财说