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本文导读目录：

1、国外人工智能技术在现代农业中的应用及其对中国的启示

2、国外从事粮食生产的合作社都没有成功

3、国外农具发展史？

4、国外农场12行玉米播种机作业

国外人工智能技术在现代农业中的应用及其对中国的启示 ♂

国外人工智能技术在现代农业中的应用及其对中国的启示

随着“互联网+”和人工智能技术的高速发展，农业发展迎来了新的契机。将人工智能技术应用于现代农业生产中的各个阶段，是农业现代化生产的新方向，目前也取得了一些成效。基于此，在梳理不同国家、不同生产阶段人工智能技术在现代农业中的实践应用基础上，总结国外发展经验在我国现代农业中可借鉴之处，以期使人工智能技术能更好的服务于我国现代农业生产。

人工智能与现代农业相结合是农业发展的新方向，整合相关文献可以将其描述为物联网、云计算、大数据、移动互联网等现代信息技术在农业方面的综合应用。2017年7月，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，提出“发展智能农业，建立典型农业大数据智能决策分析系统，开展智能农场、智能化植物工厂、智能牧场、智能渔场、智能果园、农产品加工智能车间、农产品绿色智能供应链等集成应用示范”。人工智能技术可贯穿农业生产各个阶段，实现农业生产产前、产中、产后的全产业链监控，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态、安全等可持续发展的目标。

世界银行、法中基金会等国外研究团队对人工智能技术在现代农业的应用都做了大量的研究。美国是现代农业人工智能技术广泛应用的代表，美国的大型农场（销售额50万美元以上）均使用产量监控器，且多数农场都已采用农业专业系统进行管理，农场主使用桌面WEB界面及移动端APP来管理农场。典型的如Farmlogs已覆盖了全美15%的农场，2014年上半年其市场份额翻了3倍。鉴于此，笔者梳理了不同国家、不同生产阶段的人工智能技术在现代农业中的实践应用，总结国外发展经验对我国现代农业的可借鉴之处，从而使人工智能技术更好地服务于我国现代农业生产。

1不同国家应用模式比较

随着现代农业的发展，信息技术、互联网+、大数据等新名词在农业领域已不陌生。世界各国都十分注重人工智能技术在现代农业中的应用。由于各个国家的实际情况不同，其发展模式也有所区别。

1.1 美日信息化模式

美国农业重视“信息化建设”，现代农业智能装备技术日渐成熟。玉米、小麦主产区39%的生产者都使用了人工智能技术，大型农场人工智能设备和技术普及率高达80%，人工智能技术已使玉米产量提高13%，种植成本下降15%，從而促进了农户经济效益的提高[3]。

日本农业十分重视“信息技术”，重点都集中在农产品流通环节。近两年开发了农业技术情报网络系统，借助公众电话网、专用通讯网和无线寻呼网，把大容量处理计算机和大型数据库系统、互联网网络系统、气象情报系统、温室无人管理系统、高效农业生产管理系统、个人计算机用户等联结起来。

1.2 德法数字化模式

德国农业重视“数字化发展”，提出了“农业4.0”概念，旨在通过人工智能技术实现农业生产数字化。德国的大型农业机械都是由全球卫星定位系统（GPS）导航系统控制。农民只需要切换到GPS导航模式，卫星数据就能让农业机械精确作业，误差可以控制在几厘米之内[5]

为实现农业现代化生产，法国专门打造大数据农业体系。法国农业将 GPS 和GIS系统应用于联合收割机，不仅实现了产量图的自动生成，更使植保机械电子化及施肥机械的变量作业变为可能。

1.3 荷兰以色列自动化模式

荷兰农业的重点在“温室农业”，信息技术推动了温室农业升级换代，实现全自动化控制，包括光照系统、加温系统、液体肥料灌溉施肥系统、二氧化碳补充装置以及机械化采摘、监测系统等，减少了用工人数。

以色列农业重视“节水农业”的发展，最直接体现在滴灌系统。以色列运用物联网技术设计了一套滴灌节水系统。该系统通过控制计算机，由传感器传回土壤的数据，决定何时浇水以及浇水量，并通过远程进行检测与判断。这一系统既节约了水资源，也节约了人力投入。

2不同生产阶段应用比较

2.1 产前阶段

在现代农业生产的产前阶段，人工神经网络（Artificial Neural Network，即ANN）技术给农户提供科学指导，选择准确合适的作物品种，掌握合理的施肥时间和地点，进行科学灌溉和施肥，从而实现低经济成本、高质量产出的目标，有效促进了农业生产现代化。

2.1.1 土壤领域的应用。COCK L等提取表土从深度加权 EM38DD（一种电磁感应土壤传感器）的信号中获得的土质纹理信息，通过ANN评估了不同的输入层对影响表土粘土含量的预测能力，综合使用2个EM38DD信号，优化了表土黏土含量的预测。

2.1.2 种子领域的应用。ZAPOTOCZNY P等[9]使用图像分析以及神经网络方法鉴别麦粒的品种品质。通过调查11个不同品质等级的春冬小麦品种，对从PC接口的平板扫描仪获得的图像进行了分析，结果发现试验小麦品质的纹理分类准确率达到100%。

2.1.3 灌溉领域的应用。ELGAALI E等开发并应用了2种模型以估计科罗拉多阿肯色河流域气候变化对灌溉水平衡的影响，应用了ANN模型来估计气候变化对该区域灌溉供水的影响[10]。

2.2 产中阶段

在现代农业生产的产中阶段，通过专家系统和农业机器人可以帮助农民更加科学合理地进行农业种植管理，从而推进农业现代化发展，提高农业产业化效率。

2.2.1 生产领域的应用。ORELLANA F J等针对当地橄榄种植研制出1个基于网络的综合信息系统SAIFA（ Spanish acronym for Sistemade AlertaeInformacion Fitosanitaria Andaluz-Andalusian Phistosanitary Information andAlert System），可实时监测橄榄的综合生产情况，还可帮助生产者选择适用的综合生产策略，还可以实时向卫生局反馈作物卫生情况。

2.2.2 温室领域的应用。基于3S技术（地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感技术RS）的温室控制與管理系统，德国研发出该系统，通过在温室里安装传感器，测量作物生长情况，采集温室内外部的生长环境数据，根据人工智能技术处理分析这些数据，可以很便捷地遥控灌溉和施肥。

2.2.3 采收领域的应用。研究人员研发出了具有2层结构的采收白芦笋的自动机器人。在第1层上，使用2个独立的速度控制回路，以确保驱动电机的实际旋转;第2层为了解决驱动机器人跟踪所需轨迹的问题，提出了一种由内向误差控制器和外侧向偏移控制器组成的级联控制结构。通过根轨迹分析选择控制参数，保证了系统的稳定性。

2.3 产后阶段

在现代农业生产的产后阶段，合理的机器学习方法可以对农产品进行有效的检验，确保其质量安全外形完美;在搬运和销售过程中，极大提高了农产品产业链的销售效率，减少劳动力的投入，获得更高的经济效益。

2.3.1 产品检验领域的应用。运用机器学习分类器AdaBoost和支持向量机。MATHANKER S K等使用此类人工智能技术提高山核桃缺陷分类的准确性，对良好和有缺陷的山核桃（各100只）的X线图像进行了分割，该技术提高了分类精度，缩短了分类时间，并使山核桃缺陷分类方面的性能持续提高。

2.3.2 食品搬运领域的应用。PETTERSSON A等设计了1种利用磁流变（MR）流体效应的新型机器人夹持器，可以在搬运草莓、胡萝卜、苹果、花椰菜和葡萄时不会在其表面留下抓痕。

2.3.3 销售领域的应用。将RFID射频识别技术应用在超市等地点，商品到达门店后会自动完成清点并及时更新数据库;摆上售货架后，可实时定位货物的种类、数量、位置信息，及时掌握货物信息;顾客完成购物后，推车从阅读器前走过即可完成商品结算。

3国外经验对我国的启示

3.1借鉴国外经验，大力发展现代农业

因其专业化程度高，美国农业形成了著名的生产带，如玉米带、小麦带、棉花带等。我国的粮食主产区，如东北、新疆维吾尔自治区等地可借鉴美国的“信息化建设”，从而加快人工智能设备和技术普及率，提高农业生产效率。

在农业生产的产前阶段，灌溉用水领域可借鉴以色列的滴灌技术，控制计算机，通过传感器传回土壤的数据，决定何时浇水以及浇水量。

在农业生产的产中阶段，温室领域可以借鉴荷兰的“温室农业”，全自动化温室，包括光照系统、加温系统、液体肥料灌溉施肥系统、二氧化碳补充装置以及机械化采摘和监测系统等。

在农业生产的产后阶段，食品搬运和销售领域可以借鉴日本的“信息技术”，借助公众电话网、专用通讯网、无线寻呼网，把大型数据库系统和互联网网络系统等联结起来。

3.2转变政府职能，提高农业科研应用能力

在农业现代化发展进程中，政府应将管理职能转变为服务职能，对使用人工智能的现代农业施行税收减免政策，并提供专项农业资金支持，鼓励其进行创新;建立农业科研体系，促进农业科技机构、农业企业以及农业从业者之间的合作交流，有针对性地进行人工智能技术的研发，提高农业科研应用能力。

3.3整合建设资金，促进农业基础设施建设

加强人才引进与培养，使农业从业者职业化，使其更具综合性、更能符合现代农业所需。政府、企业和农业高校进行联合，鼓励引导农业高校毕业生从事农业生产活动，同时学习先进的人工智能技术，更好地将现代农业与人工智能技术相结合;通过政府部门提供的专项农业资金，集中改善农村农田道路，增加农机设备购置补贴政策，实现现代农业生产智能化、科学化。

3.4加大科技投入，增强人工智能技术应用

在高校中加大人工智能技术理论知识的研究，通过科学研讨会等方式加强科技交流与合作，从理论上提高人工智能技术的研究能力;其次要加大实践研究的力度，把人工智能技术理论在实际生产中不断地投入实践，把控好农业生产中的各个阶段，总结生产中的经验，使之与农业生产不断匹配完善，从而在现代农业中更好地应用。

国外从事粮食生产的合作社都没有成功 ♂

国外从事粮食生产的合作社都没有成功

农业部农机化管理司副司长胡乐鸣撰文《合作社成为粮食生产主体之创新与挑战——兼议传统习惯与合作社原则的碰撞》中提到，国外没有直接从事粮食生产的合作社，但在我国，合作社直接从事粮食生产屡见不鲜，这是合作社发展史上的一大创新。既是创新，就没有现成的经验可资借鉴。在勇于创新的同时，如何有效应对挑战，对于避免走弯路是十分必要的。

文章称，最著名、对世界合作社发展影响最大的是——1844年在英国罗虚代尔建立的罗虚代尔公平先锋社。

罗虚代尔是英格兰纺织工业中心曼切斯特以北30多公里的一个以毛纺业为主的小镇。1843 年，13 名纺织工人在总结以前合作社失败教训的基础上，经过一年的筹备，制定了比较符合实际的章程和制度，于1844 年8 月成立“罗虚代尔公平先锋社”，28 名工人入股参加。

合作社首先决定开设一家合作商店，同年12 月正式开业。此后他们还设想建立住宅合作社、合作工厂和合作农场，最后都不太成功。 消费合作社取得了成功，其合作原则被争相效仿，并流传至今，如一人一票（不论股金多少）；年终盈余除提取公积金、公益金外，余者返还社员（按购货比例），等等。

其后，各种各样的合作社风起云涌。就农业合作社而言，也是种类繁多、五花八门，但大多集中在农业信用合作、农业供销合作、农业生产服务合作。农业生产服务合作，主要是指产前、产中、产后方面的服务。而直接从事农业生产的合作社少之又少。“发达资本主义国家的农业生产合作社是不发达的，在有的国家里（如美国和加拿大）甚至不存在这种合作社”。

比罗虚代尔公平先锋社更早的空想社会主义的杰出代表——欧文和傅立叶试验的“合作村”和“协作社”，基本上都是生产领域的合作社，但在实践中，生产领域的合作社并没有充分发展起来。

只有到了20 世纪二十年代苏联实行集体农庄和社会主义国家开始实行农业合作化以后，才大规模地发展了生产合作社。印度在20 世纪五十年代中期，曾派代表团来我国考察，回国后提出发展农业生产合作社的建议，执政党国大党也通过了相应的决议，但结果办得都不很成功。

目前，西方一些发达国家虽然也有一些名称为农业生产的合作社，但家庭农场仍然是一个独立的生产单位，仍然保持着政治、经济、税收方面独立的法律地位，合作社并不直接从事生产，只为家庭农场提供服务。农业合作社在美国被称之为农场主合作社。

在法国，政府为了鼓励家庭农场扩大土地规模，出台了一系列扶持措施鼓励组建合作社，但也只是组成了一些父子或兄弟之间的组合而已，在组合内部也是矛盾重重，极为困难。这种组合的目的只不过是为了领取政府补贴、获得低息贷款。看来农业生产领域的合作社没有前途。

为什么？这是由农业生产的特点所决定的。

一是土地的固定性决定了农业劳动只能在广袤的空间进行，这就使得对劳动的监督变得不可能。我曾经到一个合作社调研，理事长向我抱怨社员太自私，他说，两人一组共同施化肥，化肥出库时有保管员与两人签字，回来凭空化肥袋核对，管理措施够严格了；但发现粮食产量很低，专家说肥料不够，我化肥没少施啊？后来一个偶然的机会从邻村得到消息，施化肥的两个社员把化肥倒在偏僻的地方，拿着空化肥袋来合作社销账，夜里偷偷地把化肥私分了，一个社员把化肥给卖了，一个社员把化肥运到邻村岳父家。

二是每一道工序的质量，当时无法检测；收获时产量的高低，是之前所有工序共同作用的结果，因此，无法对劳动者的工作质量进行检测。

这些特点要求每一个劳动者都对其所在团队无限忠诚，没必要进行劳动监督和质量检测。而这个团队，最适合的就是家庭。

国外农具发展史？ ♂

国外农具发展史？

19世纪至20世纪初，是发展和大量使用新式畜力农业机械的年代。1831年，美国的C.H.麦考密克创制成功马拉收割机。1936年出现了第一台马拉的谷物联合收获机。1850～1855年间，先后制造并推广使用了谷物播种机、割草机和玉米播种机等。20世纪初，以内燃机为动力的拖拉机开始逐步代替牲畜，作为牵引动力广泛用于各项田间作业，并用以驱动各种固定作业的农业机械。30年代后期，英国的H.G.弗格森创制成功拖拉机的农具悬挂系统，使拖拉机和农具二者形成一个整体，大大提高了拖拉机的使用和操作性能。由液压系统操纵的农具悬挂系统也使农具的操纵和控制更为轻便、灵活。与拖拉机配套的农机具由牵引式逐步转向悬挂式和半悬挂式，使农机具的重量减轻、结构简化。40年代起，欧美各国的谷物联合收获机逐步由牵引式转向自走式。60年代，水果、蔬菜等收获机械得到发展。自70年代开始，电子技术逐步应用于农业机械作业过程的监测和控制，逐步向作业过程的自动化方向发展。

听说无人驾驶的农机来了！都有哪些呢？真的不需要人工驾驶吗？

所谓的无人驾驶农机，就是没有“坐在农机”上的驾驶员，而是只有站在地面上的驾驶员，利用北斗导航系统进行导航作业的新型农机。这种农机仍然需要人工遥控驾驶，并不是真正的无人驾驶。

那么，这些所谓的“无人驾驶”农机都有哪些呢？

2018年6月2日，在江苏省兴化市5000亩标准化农田试验区内，一批新型“无人驾驶”农机登场亮相。据悉，这次“亮相”引起了巨大轰动，连外国的官员都惊动了，纷纷到场观摩呢？

这次“亮相”的主要“无人驾驶”农机具有：主从导航无人驾驶旱直播机 、无人驾驶拖拉机、无人驾驶打浆平地机、无人驾驶侧深施肥撒药高速插秧机 、无人驾驶联合收割机、无人驾驶喷雾机等。

下面，我们就简单介绍一下这几款“无人驾驶”的农机具。

一、主从导航无人驾驶旱直播机

该直播设备由雷沃重工、华南农大、江苏大学、兵器工业中心联合研制。该直播机具采用主从导航技术，以拖拉机为动力，可在较少人工遥控干预的前提下,实现无人驾驶旱地旋耕协同作业。

二、无人驾驶拖拉机

该型拖拉机由中国一拖、南通富来威共同研制。是一款可以适用于犁耕、旋耕、平地、耙地、起陇、播种以及喷洒农药等全作业过程的无人驾驶拖拉机。

该拖拉机的技术含量较高，可以做到在规定区域内的自动路径规划及导航、自动刹车、自动转向、自动动力输出、转速自动控制、加挂农机具的自动控制，遇到障碍物能够主动避让和远程控制等功能。

三、无人驾驶打浆平地机

该机由江苏大学、湖南湘源、同济大学共同研制。

该机能够根据路径规划信息和导航定位信息实现打浆平地机的自动驾驶控制和路径跟踪。

四、无人驾驶侧深施肥撒药高速插秧机

该机由江苏大学、南通富来威共同研制。可以根据路径规划信息和导航定位信息实现插秧机的自动驾驶和路径跟踪。

五、无人驾驶联合收获机

该机由江苏大学、中联重机共同研制。可以通过北斗导航路径规划系统规划收获机的行走路线，并结合智能化控制器控制收获机进行收割作，可一次性完成自动行驶、收割、脱粒，并能够进行将谷粒集中到储藏仓的工作。

六、无人驾驶喷雾机

该机由江苏大学、山东华盛共同研制。该机能够利用手持的无线电终端设备，实现无人驾驶自动喷雾作业。

以上就是最新“亮相”的无人驾驶农机。

综上所述，这些“无人驾驶”农机应该是一场技术革命，是比较先进的一种农机，也代表了未来几年农机的发展趋势。但它们仍然需要人工现场操控，并不是真正意义上的“无人驾驶”。

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