AI與治蟲能手之間還隔著實時數(shù)據(jù)采集的難題

四月正值春耕時節(jié)，病蟲害防治成為重中之重。

連降大雨、田間濕度大、加上雨后持續(xù)高溫，讓病蟲害有高發(fā)態(tài)勢。而科技日報記者在河南省濟源市王屋山上的一處蔬菜育種基地看到，面對病蟲害的高發(fā)態(tài)勢，基地人員卻不用特別擔心。原因就在于田間安置的智能病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)，這套系統(tǒng)不僅讓他們隨時隨地掌握田中病蟲害發(fā)生狀況，而且可以根據(jù)病蟲害種類和發(fā)生程度自動精準施藥。

近日，《農(nóng)作物病蟲害防治條例》（以下簡稱《條例》）正式公布，并于今年5月1日起正式實施�！稐l例》提出，國家鼓勵和支持開展農(nóng)作物病蟲害防治科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化和依法推廣應用，普及應用信息技術(shù)、生物技術(shù)，推進農(nóng)作物病蟲害防治的智能化。中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學院副院長吳孔明等專家認為，《條例》的實施必將催生病蟲害防治智能化熱潮。

AI成為“千里眼”和“聽診器”

河南省農(nóng)科院植保所所長魯傳濤研究員介紹，傳統(tǒng)植保工作依靠人和儀器進行監(jiān)測,所有信息都需要人工收集后再進行分析,然后才能發(fā)布防治方案,無論是效率還是效果都受到影響。

而智能病蟲害監(jiān)控系統(tǒng)，由蟲情信息自動采集分析系統(tǒng)、孢子信息自動捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)、遠程小氣候信息采集系統(tǒng)、病蟲害遠程監(jiān)控設(shè)備、害蟲性誘智能測報系統(tǒng)等設(shè)備組成，可自動完成蟲情信息、病菌孢子、農(nóng)林氣象信息的圖像及數(shù)據(jù)采集，并自動上傳至云服務器，用戶通過網(wǎng)頁、手機即可聯(lián)合作物管理知識、作物圖庫、災害指標等模塊，對作物實時遠程監(jiān)測與診斷，提供智能化、自動化管理決策，是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“千里眼”和“聽診器”。

在王屋山上，記者看到的這個AI裝置，在連接套的上方安裝有太陽能接收板，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在連接套之間安裝有滑竿，害蟲捕獲箱通過滑套安裝在滑竿上，方便害蟲捕獲箱移動，在滑套上還安裝有控制信號接收桿，控制信號接收桿與控制面板通過局域網(wǎng)連接，可以進行自動化控制，并通過害蟲捕獲箱對飛蟲進行捕獲，在害蟲捕獲箱的下方安裝有除蟲藥液儲存箱和噴灑器，對農(nóng)作物上的爬蟲進行噴藥殺滅。

多種技術(shù)并進搭建智能化平臺

專家介紹，為了實現(xiàn)對病蟲害的遠程實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)反饋和有效控制，智能化管理系統(tǒng)利用了物聯(lián)網(wǎng)、模式識別、數(shù)據(jù)挖掘和專家系統(tǒng)等多種技術(shù)。系統(tǒng)平臺包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測設(shè)備、智能化云計算平臺、專家服務平臺、系統(tǒng)管理員和服務終端五大部分。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實時采集監(jiān)測，作為最基礎(chǔ)的統(tǒng)計分析依據(jù)；智能化云計算平臺，利用智能化算法處理信息，建立病蟲害預警模型庫、作物生長模型庫、告警信息指導模型庫等信息庫，實現(xiàn)對病蟲害的實時監(jiān)控；專家服務平臺整合大量的專家資源，以實現(xiàn)專家與農(nóng)戶隨時隨地的咨詢、互動；系統(tǒng)管理員為不同級別的用戶提供不同的使用權(quán)限，方便政府農(nóng)業(yè)主管部門、農(nóng)業(yè)專家和用戶等不同的使用角色登錄不同的界面，快捷地查看到最關(guān)注的問題；服務終端支持手機，用戶通過手機就可以掌握實時信息。

事實上，國內(nèi)外對病蟲害治理的智能化已經(jīng)做了多年探索，研制的智能化裝備也多種多樣，有的可以根據(jù)病蟲歷史發(fā)生情況，結(jié)合天氣變化趨勢、土壤溫度、特定的遙感圖像及其他影響因子，通過特定算法，模擬病蟲害發(fā)生情況。有的可以及時對特定區(qū)域害蟲入侵情況進行檢測和預警。有的智能設(shè)備使用高光譜遙感圖像、田間傳感器，根據(jù)歷史發(fā)病信息及天氣情況為用戶檢測、預測作物健康狀況。用戶可以通過移動客戶端方便地查看作物健康狀況，極大地降低了用戶上手的門檻。通過預測，每個生產(chǎn)季，農(nóng)藥投入可以減少50%，同時因病蟲害引起的減產(chǎn)可以降低20%。

前期基礎(chǔ)工作是關(guān)鍵

“相對而言，在滅害方面相關(guān)應用流程已經(jīng)成熟，只需把病蟲害查清，無人機接到指令，就可以發(fā)揮作用。目前前期的基礎(chǔ)工作是推進智能化的關(guān)鍵�！焙幽鲜∞r(nóng)科院研究員張玉亭告訴科技日報記者，我國在防治病蟲害的智能化方面，雖然已經(jīng)起步多年，但還面臨不少問題有待解決。如病蟲害的雷達監(jiān)測系統(tǒng)還沒有成網(wǎng)；其次是針對性強的傳感器還需要研發(fā)。目前的傳感器對集群性的蟲害能捕捉到，但對個別性的蟲害感覺不靈敏，更做不到對病害（如花葉病等）的預警；更為重要的是，在病蟲害數(shù)據(jù)的及時采集、更新、預報、預防等方面，還面臨巨大的工作量。

張玉亭說，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重威脅的重大病蟲害，往往具有遷飛性、流行性和暴發(fā)性，如跨國界遷飛侵入的草地貪夜蛾、跨區(qū)域氣流傳播的小麥條銹病和遷移性暴發(fā)性蝗蟲災害等，這些數(shù)據(jù)都需要實時采集，而目前的傳感器和雷達系統(tǒng)還做不到。

對病蟲害進行分類，也需要科學確定指標依據(jù)。中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所所長、研究員周雪平說，在監(jiān)測病蟲害發(fā)生種類、時間、范圍、程度方面，都需要海量的數(shù)據(jù)收集、分類工作。

近年來，隨著國際農(nóng)業(yè)貿(mào)易的增長和人員往來不斷頻繁，國外多種農(nóng)作物病蟲害入侵我國并造成危害。對這些遷飛性、流行性重大病蟲害的溯源分析、監(jiān)測預警、防控技術(shù)研究等，也是AI技術(shù)面臨的問題。此外，AI技術(shù)的普及和推廣，還面臨一些農(nóng)民耕作習慣和體制、機制方面的問題。（記者 喬地）