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新中付:智慧农业如何通过信息化创新驱动发展

新中付(www.fz10086.com)官网整编6月15日,在WGDC2018上,工程院院士汪懋华院士就智慧发表了专题演讲,以下为演讲实录(未经本人确认)。

汪懋华:

各位朋友、各位专家、各位企业界的朋友,非常高兴今天来参加这次WGDC2018大会智慧农业。

我是中国农业大学的工程院士,中国农业大学自1995年,过去隶属于。1995年两所国家农业重点大学,一个是北京农业大学,一个是北京农业工程大学。主要做现代的农业工程科学技术,用现代的工程装备,和现代的信息技术支持农业的发展,命名为北京农业工程大学,也是属于我国重点的农业大学之一。

新中付:智慧农业如何通过信息化创新驱动发展

我本人一直从事于农业装备技术和信息科技技术,怎么样利用新一代信息技术支持农业可持续发展的工作。我们学院在培养研究生教学是在信息与电气工程学院。另外,在部现代精细农业信息系统研究,是教育部部署的重点实验室。还有一个农业部部署的信息实验室,重点在这两个实验室做农业工作和技术研究。

今天根据主题,我想到关于智慧农业释义与创新驱动发展的思考。

前面介绍释义方面的问题,第二个是信息科技与数字经济发展进入新时代,谈一谈我们怎么样把握信息科学技术跨时代的特征和促进产业变革的新趋势。第三,谈过去二三十年国内做的精细农业的研究,精细农业的实践助推智慧农业体系发展。最后,智慧农业创新发展思考。

近几年来,“智慧”一词被广泛应用于国民经济社会发展研究的众多领域,大家听到智慧城市、智慧能源、智慧交通、智慧医疗、智慧环保、智慧农业。首先要提到1998年克林顿总统在加州第一次提出了数字地球的概念,和2008年金融危机后期,IBM公司向奥巴马提出了建设智慧地球,其实是智慧星球(Smart Planet)的建议。随着信息技术发展,我们可以利用信息技术更透彻感知互联互通,在这种信息技术下,更好的运用科技动力,推进世界的智慧进程。

智慧在任何系统都可以实现数字量化和互联,使人们能够做出智慧的判断和处理。

发展智慧农业,被列入我国“十三五”推进农业现代化重大工程,国家“十三五”提出了现代种业、建设农业机械化、智慧农业,这作为“十三五”推进农业现代化八大重大工程之一。

中国工程院经常会做一些为国家、为提供发展战略的研究,其中提出“行动计划”,已经完成了一期建设项目。第二期关于“互联网+行动计划”的研究,到2035取得技术路线和研究目标。

新中付:智慧农业如何通过信息化创新驱动发展

这个项目研究分成总体课题组,下面七个课题分成七个课题组从事专门研究。

例如基础支撑、智能制造、智慧农业、智慧能源、智慧医疗、智慧交通、智慧环保,都把智慧当作是我们国家战略里面重点的研究。

我想谈的是智慧农业,十七大就提出:带动工业化,工业化促进信息化。十八大提出:新兴工业化与新兴信息化融合发展,提出信息化与工业化深度的融合发展,我觉得推进信息化,就应该是智慧农业发展的主要目标。十九大以后,中央提出了实施乡村振兴战略,推动农业现代化提供系统的实施方案之一。十九大主席里面提到,尽管经济、社会、农业都有比较好的发展,但我们还是一个发展中国家,还是一个新兴经济体,我们有长远的目标,但是要脚踏实地一步一步推动着国家的发展。

在研究国家的科技创新、支持国家现代发展方面,要着力于解决农村现代化发展不平衡、不充分的矛盾。要把科技创新、新一代信息技术跟产业变革融合发展方面,面对了一些问题,要理解这些问题,要解决这些问题,推进农业农村现代化。

大家都在谈智慧,再加上人工智能“智能”两个字,我觉得要特别注意不能把智能和智慧两个词汇混淆起来。有人把Smart也称之为智能,它不符合本身科学的道理,我是这样的理解。

信息科技与数字经济发展进入新时代。我们要研究当前处于什么样的时代?数字科技、进入新时代。201年7月27日国务院正式发布了《国家信息化发展战略纲要》,这是一个纲领性的文件,提出:没有信息化就没有现代化,信息化进入全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展的新阶段。谁在信息化占据制高点,谁就能掌握先机、赢得优势、赢得安全、赢得未来。国家提到这样的高度,我们产业界的朋友都要理解和学习、把握《国家信息化发展战略纲要》。

《纲要》里提出:至2020年,信息核心关键技术部分领域要达到先进水平,重点行业数字化、网络化、智能化取得明显的发展。2025年,新一代信息通信技术得到及时应用,根本解决核心关键技术受制于人的局面。《纲要》的21条,就谈到推进信息化和工业化深度融合,加快实施《工业制造2025》,推动的创新发展。

《纲要》第22条:要推进农业现代化,把信息化作为农业现代化制高点。

我们回顾一下过去半个多世纪以来,没有哪一项农业技术能够像信息科技发展那样,深刻广泛的引领着人们认识世界、改变世界,和推进产业创新的能力。

从1946年第一台计算机出现,计算机以3-7年性能提高十倍、计算成本降低十倍、可靠性提高十倍、体积缩小十倍地发展。多数万年才能完成的计算变成不到一天就能完成,使许多不可能的应用成为可能,导致了巨大的产业技术和社会各领域的革命。

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2013年-2015年,中国“天河2号”超级计算机在每半年一次的超算500强评比中,实现了“六连冠”。

2016年6月20日,中国“神威·太湖之光”又取代了“天河2号”,登上榜首至今“四连冠”。它使用中国自主的芯片。

刚才我讲计算机和计算模式,每15年发生一次重大的变革,这也是一个规律,所谓15周年的计算模式变革。从大型计算1950再到小型计算机1965,到1980年的微型计算机,又到1995年的桌面互联,最后到2010年新一代的ICT。到了现在以互联网为中心、、大数据新一代的发展。

数据移动通信技术快速更新换代,1G、2G、3G、4G、5G,1982年问世,那个时候手机只能打电话。到了2G,开始有数字化、短信。到3G可以接收视频信息、图像。到了4G,高清视频。现在马上5G启动,5G将会实现万物互联的时代。我们国家从2G跟着走,一直到4G走在世界前列。到了5G,我们也成为全世界领先的国家。5G是新一代宽带移动通信的发展方向,它带来的将不仅是网速的提升,毫秒级的时延和每平方公里百万个连接等,而是真正实现了万物互联和大容量实时传输的时代。日前国际标准组织公布:我们国家在5G国际标准于2018年6月正式公布,这对于我们5G的发展带来很大的机遇。

“感移云大”,成为信息技术新时代的特征。首先要互联,外界要先有感知。然后“移动”,1G到5G,一个云计算这么多的感知数据集中到云平台中管理起来,云平台可以提供服务。最后到云平台的数据越来越集中,数据越来越庞大,因此可以在云平台当中获得大数据,提高认知。下一步的人工智能时代,就是以大数据做基础。通过大数据的深度计算,来模仿人脑思维。以软件为代表的信息网络技术,正在驱动数字经济等新业态快速成长。软件正在重构生产模式、组织体系、资源配置方式,孕育新的产品生态。当前无处不在的软件世界,正开启着信息经济的新模式。

互联网已逐步成为信息时代人类社会发展的战略性。到去年年末网民7.72亿户,普及率55.8%,超过全球平均水平4个百分点。手机超过人口的一半以上,电话用户16.1亿户,每人不止一部电话。移动电话超过全国总人口,移动电话达14.2亿户,这是信息科技的手段、互联的手段,我们国家走在最前面。

2017年11月末,中国国办印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》。提出2025年我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模达到世界第一。全面完成向下一代互联网的平滑演进,2018年将是中国IPv6大规模应用的元年。过去我们应用的是IPV4,那是美国搞的,这对于我们的网络安全、经济安全、社会安全都是严峻的挑战。

我们国家在IPV6有128位的二进制,可以想象有无限多的IP地址。中国已经开始启动IPV6研究工作七八年以上,我们在推动IPV6的进程,中国处于世界前沿队伍里面。用了IPV6,我想在座每一位同志,都有自己的IP地址,你的网络速度和存储速度都可以显著提高。

IT正向DT新时代的演进,计算机科学和数据科学的融合。互联网产业的成熟,互联网、云计算概念的落地,大数据又成为信息科技与应用创新的热点话题。

大数据科学作为新一代信息技术革命的后起之秀,将引领科学认知世界、促进产业发展方式、商业经营模式转变和社会公共管理等重要变革。要从战略上重视大数据的开发利用,把它作为推动经济发展和社会公共管理有力抓手。

我国数字经济规模位居全球第二,2017年达27.2万,占GDP的比重达到32.9%。数字经济与实体经济深度融合,有力促进了供给侧结构性改革。

最后一节,我们谈信息化。什么叫信息化?不要把信息技术跟信息化等同起来,信息化是重复利用信息技术,开发利用信息资源,促进信息交流和知识共享,提高经济增长质量,推动经济社会转型发展的历史过程。

信息化的发展是从数字化开始的,逐步向网络化、泛在化、智慧化、智能化发展的一个过程,具有明显的阶段性特征。信息化要有数据,数据有了之后要快速传输,传输之后把数据集中到云平台中去,云平台提供服务。通过这些信息,利用产业的智慧融合起来,还是用脑袋处理的事情。你拥有数据能解决什么问题?你面临的问题理不理解?这都需要智慧。你没有这种智慧的理解,没有对客观解决问题对象的理解,你怎么样去应用信息化?因此,我觉得信息化是通过数字化、网络化、泛在化、智慧化进一步向智能化发展。

我们推动精细农业实践助推智慧农业体系发展,要掌握好信息科学发展的态势。

大家都知道中华民族有五千多年的农耕,自古以来精明的孜孜以求的就是基于信息和经验的提炼知识,凭知识谋划决策。实际上脑袋是CPU,用眼睛获取信息,然后存在脑袋里面。然后耕地怎么走?是施肥、施药,会很精细、很仔细的施到根部去。首先要有数据CPU,然后分成信息,这个信息强要用脑袋的智慧进行农耕。

新一代信息技术,基于信息和知识管理复杂的农业生产系统,要基于农田空间差异性信息的精细农作管理;由经验型、定性化为主的粗放型农业,向精细化农业的转变。

海湾战争结束后,GPS产生很大的民用化,推动了Precision Agriculture应用研究的发展。

像这块地,不是一块地里面怎么样施肥,是不同的地方肥料情况不一样,缺什么不知道。它是你缺什么我给你补什么。

在中国1994年初,我国农业工程科技界就开始研究海外发达国家Precision Agriculture技术的早期实践。海外Precision Agriculture机械装备技术产品提供商,开始探索中国巨大的市场需求潜力。

国内研发积极到发达国家开展技术考察和交流。迅速建立了一批Precision Agriculture机构和输出实践经验,支持Precision Agriculture实践的现代农业装备快速发展,搞Precision Agriculture要有定位,到目前为止四大品牌GPS系统,实现差异性的农作耕种。

GPS农机方面装备的电子系统,拖拉机驾驶用了很多电子的屏幕,你怎么操作,驾驶舱里面就有电子屏幕了,用了这个东西都可以了解作业正不正常,构建了拖拉机农业机械的高速公路。高速公路要建立统一的国际标准,1997年的标准我都参加了,后来形成了ISO国际标准。

整个拖拉机农业机械的标准有七个大部分,都是搞标准化工作,对于技术创新非常重要。

信息技术的发展推动了产业变革,农业制造业角度开发了很多的新技术、新装备,开发以后卖给农户用的,和机械组织用的,农民用得好还是不好,农民用你这个设备能赚钱吗?如果农民用你这个设备赚钱效益更高,农民也喜欢。因此,在2011年美国做了调查报告,皇家协会也有调查,当时他们的结论在过去精细农业早期实验里面,从技术角度,要解决农业现代化系统,让农户用着有效益,让农户愿意应用。我们搞智慧农业把产业搞上去,不只是技术问题,经济效益问题,你技术能不能为农业用户操作、使用,能不能帮助农户赚钱,它里面包含经济系统、效益系统。

终端用户需要高新技术能解决农业生产经营提质增效。

前一段时间密西根莱克教授做了一个报告,说我们面对的是建设现代农业产业体系的问题,工程绝不仅仅是科学的简单应用和堆砌。工程除了要懂得基础科学的基本原理,理论和方法之外,还必须善于处理好科学要素、技术要素、经济要素、管理要素、社会要素、环境要素等多要素的集成、选择和优化。

新中付:智慧农业如何通过信息化创新驱动发展

所以,Precisio与Production必须要理解好Precisio的理念,才能使用好工具。

什么叫智慧农业?推进新一代信息科技与农业现代化深度融合发展。把新一代信息技术促进产业变革,知识要搞,技术要搞,把它跟农业现代化深度融合发展起来。人口增长、资源制约和环境恶化,凡是能有效提高农业土、水、肥、药、光、热资源利用率和生态环境保护的技术,都将成为智慧农业发展研究的新热点。

基于信息和智慧管理的农业系统,促进农业、,推进数字化、网络化、智慧化、智能化,转变农业发展,提高产出率,资源利用率和劳动生产率。

中国已经进入了信息经济引领科技革命和产业变革的新时代。

推动信息科技与农业产业变革深度融合发展,需要我们具有智慧,把握信息科技发展态势和提高我国农业农村现代化科技创新能力。

要对我国进入新时代、新征程农业农村现代化发展战略的智慧认识。

要对农业农村发展不平衡、不充分的问题有智慧认识和理解,要研究问题导向。你不管不问,究竟要用什么占领市场,才能为百姓、为农村、为农民、为消费者带来效益。搞智慧农业不但要有信息技术的知识,还要具备生物系统工程相关领域良好的知识基础和知识理解,具有善于和相关分支学科团队协同创新的智慧。

要围绕“实施乡村振兴战略”,加快推进农业农村现代化国家第一要务,中央马上要公布关于国家实施乡村振兴战略的文件,让我国智慧农业创新驱动发展研究与实践。要做到产业兴旺、生态宜居、乡风文明、生活幸福等。

要关注新一代人工智能农业领域产业化应用发展研究,赢得农业科技创新发展新未来。我们周围出现了互联网、超级计算、、云计算、搜索引擎,以及由这些设备传输出来的大数据。对大数据的深度学习已经出现,基于网络的群体智能已经萌芽,人机一体化的混合智能越来越多地出现,听觉、视觉、味觉之间跨推理已经兴起;无人系统快速发展,中国新一代人工智能的重点方向是研究大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、自助的智能系统,并优先在各领域应用推进创新研究。

我们在谈到这个事情上,注意AI在农业应用创新发展研究的主要问题:

对人工智能发展热潮要有冷思考。人工智能还处于发展的初级阶段,需要有模拟、延伸和扩大人工智能的理论、方法、技术及应用系统。苦练基本功,研究行业具备人工智能的核心机器,在顶层设计方面优先定制人工智能在农业装备制造和现代农业生产经营、管理决策相关的应用创新研究规划。

推进农业领域产业应用研究。要有高质量的大数据基础,模拟人脑智慧的先进算法,强大的深度算法能力和高水准计算平台。

创新驱动农业农村现代化发展。要认真研究农业农村发展的现实,要突出强化问题意识,坚持问题导向的创新驱动发展研究。(来源:  编选:网经社)

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