人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的應用推廣

0 引言

人工智能技術目前已經(jīng)融入到了人們生產(chǎn)生活的各個領域，其在農(nóng)業(yè)機械化領域中的應用極大程度上促進了農(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)中承擔的勞動壓力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質量，不僅促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進步，同時也為廣大農(nóng)民群眾贏得了更加可觀的收益。大力促進人工智能在農(nóng)業(yè)機械化領域中的推廣應用，能夠對農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生極為顯著的促進作用。通過對人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的應用，探索人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的推廣方式。

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)時采用的包裝材料、高溫烹調、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，分子結構如圖1所示[3]，相對分子質量為252.32，沸點為312℃，熔點為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)機械化中的應用

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅與經(jīng)濟發(fā)展息息相關，同時也與人民生活水平的提高和社會發(fā)展水平的進步有著極為緊密的內在聯(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)領域發(fā)展予以引導。農(nóng)業(yè)領域的綜合教育水平正在逐年進步，越來越多的優(yōu)質人才投入到農(nóng)業(yè)發(fā)展領域中，為人工智能技術在農(nóng)業(yè)機械化領域的應用奠定了堅實的人才基礎

。但與此同時，農(nóng)業(yè)工作者也必須充分認識到農(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，才能夠滿足人們日益提高的生產(chǎn)和生活需求。如今的農(nóng)民不僅需要加強農(nóng)業(yè)管理，還需要提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質量，為自己贏得更加穩(wěn)定的收益。在未來的發(fā)展進程中，農(nóng)業(yè)的智能化、機械化發(fā)展必將成為大勢所趨。

1.1 自動控制技術在農(nóng)業(yè)機械化中的應用

自動控制技術在工業(yè)領域和制造領域中的應用已經(jīng)十分普遍，但在農(nóng)業(yè)機械化領域中的應用仍然處于初級階段。通過在農(nóng)業(yè)機械化設備上安裝電子顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，技術人員可以隨時掌控農(nóng)機設備的工作情況。眾所周知，不同類型的農(nóng)作物有著不同的生長需求，自動控制技術在農(nóng)業(yè)機械設備中的應用能夠滿足隨時隨地感知自然環(huán)境的溫度、濕度、光照、土壤情況的需求，并將這些信息實時傳送到監(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。在自動控制技術的作用下，還能夠實現(xiàn)對于插秧機、翻土機和收割機等機械設備的控制，系統(tǒng)經(jīng)過嚴謹細致的分析，盡可能地降低農(nóng)作物收割過程中產(chǎn)生的糧食浪費，提升農(nóng)業(yè)操作的可控和技術水平

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

1.2 圖像識別技術在農(nóng)業(yè)機械化中的應用

人工智能技術需要借助計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、攝像機儀器設備等感知自然環(huán)境，將圖像識別技術應用于農(nóng)業(yè)機械化領域中。例如，插秧機、翻土機或收割機的使用中，伴隨著農(nóng)業(yè)機械設備的移動，人工智能對于周邊環(huán)境進行監(jiān)測，從而更加精準、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)機械在自動化作業(yè)的過程中因未能及時躲避障礙物，造成農(nóng)機損壞和其他物品損壞，以及未能關注某一種植細節(jié)，導致重復操作或遺漏操作等現(xiàn)象。人工智能領域的圖像識別技術就如同人的一雙眼睛，能夠隨時隨地捕捉周邊環(huán)境信息，并將所獲取到的信息第一時間傳遞到計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)在經(jīng)過精密測算后，給出操作指令。合理進行農(nóng)機設備運行控制，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質量，同時也保障了農(nóng)業(yè)機械的運行安全。除此之外，運用圖像識別技術還能實現(xiàn)對農(nóng)作物生產(chǎn)情況的實時監(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融入到農(nóng)業(yè)機械設備的生產(chǎn)作業(yè)中，最主要的目的是為了改善農(nóng)業(yè)機械設備的使用功能，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)村勞動力匱乏問題。但與此同時，人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的應用也應當兼顧綠色農(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，進行整地處理時，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。為了加強對于隨意焚燒秸稈問題的管控，國家和政府大力促進環(huán)境保護宣傳工作的開展，越來越多的農(nóng)民群眾已經(jīng)充分認識隨意焚燒秸稈的惡劣影響

。將人工智能技術應用到農(nóng)業(yè)機械化中，應當注重保護農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)領域的可持續(xù)發(fā)展。具體來說，可通過加強專家系統(tǒng)管理，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資源浪費，以生態(tài)肥料替代化學肥料，在為作物營造優(yōu)質土壤環(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 虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械化中的應用

人工智能具備的一個顯著優(yōu)勢在于能夠通過對現(xiàn)實情況的精密計算和模擬，滿足前瞻性要求，從而避免實踐操作過程中出現(xiàn)誤差。技術人員可以將以往在農(nóng)業(yè)區(qū)域內獲取到的農(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。虛擬技術看似只是構建了農(nóng)作物的虛擬生長過程，但實際上卻為農(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)機械在農(nóng)業(yè)種植領域中也能得到更加科學、合理的應用

。除此之外，在開展農(nóng)業(yè)種植過程中，同樣可以靈活運用虛擬技術，加強對農(nóng)業(yè)種植工作量的調整，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致的誤差，全面促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質量的提升。

1.4 機器人技術在農(nóng)業(yè)機械化中的應用

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

。農(nóng)業(yè)智能機器人還可以在耕種的過程中隨時隨地拍攝周邊植株照片，并將其導入計算機網(wǎng)絡系統(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)不容易被肉眼識別的潛在病害，給出相應的治療方案和補救措施，從根本上降低農(nóng)業(yè)損失。

2 人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的推廣

（1）要求學生自學教材后，仿照教師歸納“驗證綠葉在光下合成淀粉”的6個步驟（暗處理→設置對照→接受光照→酒精脫色→清水漂洗→滴碘檢驗）的方法，對其他3個實驗步驟進行歸納總結。

2.1 順應農(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，并運用Java和Javascript語言加以編碼。在研發(fā)過程中，體系使用的技術結構主要是SSH結構，模式為MVC，如圖1所示。

目前，我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展已經(jīng)取得了初步成果，人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的推廣能夠為農(nóng)業(yè)領域的發(fā)展創(chuàng)造更加有利的技術條件

。農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展離不開大型設備智能化，農(nóng)業(yè)人員應當積極推廣現(xiàn)代化發(fā)展意識和機械化發(fā)展意識，將人工智能技術與農(nóng)機設備進行有機結合，更好地滿足農(nóng)業(yè)領域高效高產(chǎn)的發(fā)展需求。人工智能在農(nóng)業(yè)機械化領域中的應用不只是單一地將人工智能技術施加在農(nóng)業(yè)機械中，而是需要結合農(nóng)業(yè)發(fā)展需求進行技術研發(fā)，為農(nóng)業(yè)種植領域的發(fā)展提供更加便捷、可靠的技術，從根本上解決農(nóng)村勞動力匱乏、農(nóng)作物產(chǎn)量較低、農(nóng)作物質量有待提升等一系列問題。今后，人工智能在農(nóng)業(yè)機械化中的推廣可以從以下幾個方面著手。

2.2 充分考慮農(nóng)民群眾需求

人工智能技術在農(nóng)業(yè)機械化領域中的應用本身就是為廣大農(nóng)民群眾所服務的，因此應當更多考慮廣大農(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，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域的有序發(fā)展，有效促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化轉型。因此，人工智能技術在農(nóng)業(yè)機械化中的應用應當體現(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的應用需求，使機械化技術能夠更好地為農(nóng)業(yè)領域服務

。未來，農(nóng)業(yè)機械領域的人工智能化發(fā)展應當借助國家現(xiàn)有惠農(nóng)補貼政策的支持，建立大規(guī)模農(nóng)業(yè)機械化人工智能脈絡，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，有效促進農(nóng)業(yè)機械化水平的提升，提高農(nóng)作物的種植產(chǎn)量。

2.3 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的智能化管理

加強對于農(nóng)機設備的智能化管理能夠滿足農(nóng)業(yè)領域可持續(xù)發(fā)展需求，以人工智能技術輔助農(nóng)業(yè)機械，及時獲取外界環(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，得出有價值的分析數(shù)據(jù)后應用于農(nóng)業(yè)管理之中，以便更大程度上體現(xiàn)人工智能技術對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的輔助

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

3 總結

綜上所述，人工智能技術在農(nóng)業(yè)機械化領域中的應用，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)機械的人工智能化標準建設水平，解決農(nóng)業(yè)機械人工智能化接口標準不統(tǒng)一、無法滿足集中管理要求的問題。建議能夠積極主動促進各地區(qū)之間的協(xié)同發(fā)展，建立更加完備的統(tǒng)一化標準體系。同時在原有基礎上不斷促進農(nóng)業(yè)機械化、智能化轉型的研究深度，改進學習算法，探尋智能化技術的創(chuàng)新點，建立完備的實時數(shù)據(jù)處理模式。在條件允許的情況下，應當投入更多的人力資源與物力資源，加強對先進農(nóng)業(yè)機械設備的研究，促進農(nóng)業(yè)機械的智能化發(fā)展。結合現(xiàn)實情況來看，智能化技術和農(nóng)業(yè)機械設備能夠對農(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，智能化水平有待進步。技術人員可以積極主動地學習先進經(jīng)驗，樹立綠色發(fā)展、環(huán)保發(fā)展的目標，為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入源源不斷的動力。人工智能技術在農(nóng)業(yè)機械化領域中的推廣，應當順應農(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，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的智能化管理，真正做到以人工智能化技術助力農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提升，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展開拓更加廣闊的空間。

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