人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用推廣

0 引言

人工智能技術(shù)目前已經(jīng)融入到了人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，其在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的應(yīng)用極大程度上促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。人工智能能夠一定程度上模擬人的行為，減輕農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中承擔(dān)的勞動(dòng)壓力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，不僅促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，同時(shí)也為廣大農(nóng)民群眾贏得了更加可觀的收益。大力促進(jìn)人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用，能夠?qū)r(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生極為顯著的促進(jìn)作用。通過對人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用，探索人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的推廣方式。

苯并芘（Benzopyrene，BaP）又稱苯并 (a)芘，是由芘和苯稠合而成的一類多環(huán)芳香烴類化合物，主要有 1，2- 苯并芘、3，4- 苯并芘、4，5- 苯并芘等 [1]，其中3，4-苯并芘較穩(wěn)定，在自然界中分布相當(dāng)廣泛，廣泛存在于水、空氣、土壤、汽車尾氣以及各種煤炭、石油和煤焦油經(jīng)過燃燒產(chǎn)生的煙氣中，食物工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)采用的包裝材料、高溫烹調(diào)、熏烤和油炸也容易使食品受到污染產(chǎn)生苯并芘[2]。苯并芘的分子式是C12H20，分子結(jié)構(gòu)如圖1所示[3]，相對分子質(zhì)量為252.32，沸點(diǎn)為312℃，熔點(diǎn)為179℃，苯并芘的高純度樣品是針狀晶體，顏色介于無色和淡黃色之間。

1 人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅與經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，同時(shí)也與人民生活水平的提高和社會(huì)發(fā)展水平的進(jìn)步有著極為緊密的內(nèi)在聯(lián)系。在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的大背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)取得了初步成果。國家和政府給予了農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展足夠的重視，先后制定和推行了一系列政策規(guī)范，對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展予以引導(dǎo)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合教育水平正在逐年進(jìn)步，越來越多的優(yōu)質(zhì)人才投入到農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中，為人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)

。但與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)工作者也必須充分認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的困境。農(nóng)村地區(qū)的年輕人正逐步奔向城市，而留守在農(nóng)村長期從事農(nóng)業(yè)種植的農(nóng)民群眾老齡化越來越明顯。無論是就目前國內(nèi)的發(fā)展情況，還是就今后市場對以糧食為主的農(nóng)作物的需求變化情況來看，只有不斷提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，才能夠滿足人們?nèi)找嫣岣叩纳a(chǎn)和生活需求。如今的農(nóng)民不僅需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)管理，還需要提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，為自己贏得更加穩(wěn)定的收益。在未來的發(fā)展進(jìn)程中，農(nóng)業(yè)的智能化、機(jī)械化發(fā)展必將成為大勢所趨。

1.1 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域和制造領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，但在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的應(yīng)用仍然處于初級(jí)階段。通過在農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)備上安裝電子顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，技術(shù)人員可以隨時(shí)掌控農(nóng)機(jī)設(shè)備的工作情況。眾所周知，不同類型的農(nóng)作物有著不同的生長需求，自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用能夠滿足隨時(shí)隨地感知自然環(huán)境的溫度、濕度、光照、土壤情況的需求，并將這些信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)在經(jīng)過一系列的分析研究后，即可有針對性地實(shí)施控溫、澆水、施肥，為農(nóng)作物營造更加適宜的生長環(huán)境。在自動(dòng)控制技術(shù)的作用下，還能夠?qū)崿F(xiàn)對于插秧機(jī)、翻土機(jī)和收割機(jī)等機(jī)械設(shè)備的控制，系統(tǒng)經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的分析，盡可能地降低農(nóng)作物收割過程中產(chǎn)生的糧食浪費(fèi)，提升農(nóng)業(yè)操作的可控和技術(shù)水平

。在自動(dòng)控制技術(shù)的作用下，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備可以突破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的局限，不再完全依賴于農(nóng)民的種植經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，讓農(nóng)民在少付出勞動(dòng)力的情況下，有更好的糧食產(chǎn)量。

1.2 圖像識(shí)別技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)需要借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、攝像機(jī)儀器設(shè)備等感知自然環(huán)境，將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中。例如，插秧機(jī)、翻土機(jī)或收割機(jī)的使用中，伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)，人工智能對于周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，從而更加精準(zhǔn)、可靠地完成農(nóng)業(yè)種植工作，從根本上避免了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械在自動(dòng)化作業(yè)的過程中因未能及時(shí)躲避障礙物，造成農(nóng)機(jī)損壞和其他物品損壞，以及未能關(guān)注某一種植細(xì)節(jié)，導(dǎo)致重復(fù)操作或遺漏操作等現(xiàn)象。人工智能領(lǐng)域的圖像識(shí)別技術(shù)就如同人的一雙眼睛，能夠隨時(shí)隨地捕捉周邊環(huán)境信息，并將所獲取到的信息第一時(shí)間傳遞到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在經(jīng)過精密測算后，給出操作指令。合理進(jìn)行農(nóng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行控制，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也保障了農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行安全。除此之外，運(yùn)用圖像識(shí)別技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物生產(chǎn)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，全程了解農(nóng)作物的生長變化情況，便于有針對性地施肥、溫控和澆水。

之所以要將人工智能技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)作業(yè)中，最主要的目的是為了改善農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用功能，減輕農(nóng)民群眾的生產(chǎn)壓力，營造更加適宜的種植條件，解決農(nóng)村勞動(dòng)力匱乏問題。但與此同時(shí)，人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)兼顧綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，重視做好農(nóng)業(yè)種植廢物的處理工作。例如，在過去的數(shù)十年中，進(jìn)行整地處理時(shí)，廣大農(nóng)民群眾普遍采取在田地中就地焚燒秸稈的處理方式，秸稈燃燒后生成濃煙，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了極為惡劣的影響。為了加強(qiáng)對于隨意焚燒秸稈問題的管控，國家和政府大力促進(jìn)環(huán)境保護(hù)宣傳工作的開展，越來越多的農(nóng)民群眾已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)隨意焚燒秸稈的惡劣影響

。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械化中，應(yīng)當(dāng)注重保護(hù)農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。具體來說，可通過加強(qiáng)專家系統(tǒng)管理，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)，以生態(tài)肥料替代化學(xué)肥料，在為作物營造優(yōu)質(zhì)土壤環(huán)境的前提下，營造更加穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。

1.3 虛擬技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

人工智能具備的一個(gè)顯著優(yōu)勢在于能夠通過對現(xiàn)實(shí)情況的精密計(jì)算和模擬，滿足前瞻性要求，從而避免實(shí)踐操作過程中出現(xiàn)誤差。技術(shù)人員可以將以往在農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)獲取到的農(nóng)作物生長信息錄入人工智能系統(tǒng)中，了解農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)需求，為農(nóng)作物生長創(chuàng)造更加可靠的土壤條件、溫度條件、濕度條件和光照條件。虛擬技術(shù)看似只是構(gòu)建了農(nóng)作物的虛擬生長過程，但實(shí)際上卻為農(nóng)業(yè)人員掌握農(nóng)作物的生長規(guī)律提供了極為可靠的參考依據(jù)，農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域中也能得到更加科學(xué)、合理的應(yīng)用

。除此之外，在開展農(nóng)業(yè)種植過程中，同樣可以靈活運(yùn)用虛擬技術(shù)，加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)種植工作量的調(diào)整，一方面可以充分滿足農(nóng)作物的生長需求，另一方面也能提高現(xiàn)有資源利用率，從根本上降低人為操作導(dǎo)致的誤差，全面促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

1.4 機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)是人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中應(yīng)用的最直觀體現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人將人工智能技術(shù)中的圖像識(shí)別技術(shù)、語言識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)等進(jìn)行了有機(jī)整合，能夠一定程度上替代農(nóng)民完成勞作。例如，智能播種機(jī)器人可以利用前端的探測裝置及時(shí)獲取土壤信息，然后運(yùn)用人工智能優(yōu)化算法計(jì)算得出最適宜的播種密度和規(guī)劃路徑，然后進(jìn)行自動(dòng)播種

。農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人還可以在耕種的過程中隨時(shí)隨地拍攝周邊植株照片，并將其導(dǎo)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中判斷植物是否為影響農(nóng)作物生長的雜草、農(nóng)作物長勢如何、農(nóng)作物的生長間距是否適宜。農(nóng)業(yè)機(jī)器人具備較為突出的數(shù)據(jù)分析功能，能夠根據(jù)獲取的農(nóng)作物生長信息，對農(nóng)作物的生長需求做出判斷。農(nóng)業(yè)機(jī)器人所具備的掃描能力還能夠提前發(fā)現(xiàn)不容易被肉眼識(shí)別的潛在病害，給出相應(yīng)的治療方案和補(bǔ)救措施，從根本上降低農(nóng)業(yè)損失。

2 人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的推廣

（1）要求學(xué)生自學(xué)教材后，仿照教師歸納“驗(yàn)證綠葉在光下合成淀粉”的6個(gè)步驟（暗處理→設(shè)置對照→接受光照→酒精脫色→清水漂洗→滴碘檢驗(yàn)）的方法，對其他3個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行歸納總結(jié)。

2.1 順應(yīng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展需求

本文研究的新型職業(yè)農(nóng)民培育工程管理體系采用的是B/S模式，并運(yùn)用Java和Javascript語言加以編碼。在研發(fā)過程中，體系使用的技術(shù)結(jié)構(gòu)主要是SSH結(jié)構(gòu)，模式為MVC，如圖1所示。

目前，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展已經(jīng)取得了初步成果，人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的推廣能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造更加有利的技術(shù)條件

。農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展離不開大型設(shè)備智能化，農(nóng)業(yè)人員應(yīng)當(dāng)積極推廣現(xiàn)代化發(fā)展意識(shí)和機(jī)械化發(fā)展意識(shí)，將人工智能技術(shù)與農(nóng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，更好地滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高效高產(chǎn)的發(fā)展需求。人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的應(yīng)用不只是單一地將人工智能技術(shù)施加在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，而是需要結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，為農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域的發(fā)展提供更加便捷、可靠的技術(shù)，從根本上解決農(nóng)村勞動(dòng)力匱乏、農(nóng)作物產(chǎn)量較低、農(nóng)作物質(zhì)量有待提升等一系列問題。今后，人工智能在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的推廣可以從以下幾個(gè)方面著手。

2.2 充分考慮農(nóng)民群眾需求

人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的應(yīng)用本身就是為廣大農(nóng)民群眾所服務(wù)的，因此應(yīng)當(dāng)更多考慮廣大農(nóng)民群眾的需求，幫助農(nóng)民群眾改善以往在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過于勞累、困苦的生產(chǎn)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的有序發(fā)展，有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。因此，人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出便捷化的特征，確保農(nóng)民群眾能夠充分了解和掌握技術(shù)的應(yīng)用需求，使機(jī)械化技術(shù)能夠更好地為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域服務(wù)

。未來，農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的人工智能化發(fā)展應(yīng)當(dāng)借助國家現(xiàn)有惠農(nóng)補(bǔ)貼政策的支持，建立大規(guī)模農(nóng)業(yè)機(jī)械化人工智能脈絡(luò)，兼顧小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和大規(guī)模的農(nóng)業(yè)集體化種植，有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提升，提高農(nóng)作物的種植產(chǎn)量。

2.3 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化管理

加強(qiáng)對于農(nóng)機(jī)設(shè)備的智能化管理能夠滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展需求，以人工智能技術(shù)輔助農(nóng)業(yè)機(jī)械，及時(shí)獲取外界環(huán)境信息，包括溫度、光照、濕度等情況，并將其傳輸?shù)奖O(jiān)控管理系統(tǒng)中，得出有價(jià)值的分析數(shù)據(jù)后應(yīng)用于農(nóng)業(yè)管理之中，以便更大程度上體現(xiàn)人工智能技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的輔助

。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的人工智能化技術(shù)正逐步覆蓋農(nóng)機(jī)自動(dòng)化種植和收割、農(nóng)業(yè)機(jī)械無人駕駛和無人操作、農(nóng)作物的自動(dòng)化搜尋等環(huán)節(jié)，人工智能技術(shù)對農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的輔助作用不僅局限于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備功能的優(yōu)化這一單方面，還能夠極大改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平快速提升。

3 總結(jié)

綜上所述，人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的應(yīng)用，目前已經(jīng)取得了較為顯著的成果。在未來的發(fā)展過程中，還需不斷提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的人工智能化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)水平，解決農(nóng)業(yè)機(jī)械人工智能化接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、無法滿足集中管理要求的問題。建議能夠積極主動(dòng)促進(jìn)各地區(qū)之間的協(xié)同發(fā)展，建立更加完備的統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)體系。同時(shí)在原有基礎(chǔ)上不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化轉(zhuǎn)型的研究深度，改進(jìn)學(xué)習(xí)算法，探尋智能化技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)，建立完備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模式。在條件允許的情況下，應(yīng)當(dāng)投入更多的人力資源與物力資源，加強(qiáng)對先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的研究，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況來看，智能化技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備能夠?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生較為顯著的輔助作用，但農(nóng)業(yè)種植和收割的完成度仍然較為粗糙，智能化水平有待進(jìn)步。技術(shù)人員可以積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，樹立綠色發(fā)展、環(huán)保發(fā)展的目標(biāo)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入源源不斷的動(dòng)力。人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域中的推廣，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，充分考慮農(nóng)民群眾的需求，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化管理，真正做到以人工智能化技術(shù)助力農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提升，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展開拓更加廣闊的空間。

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