看日本农民用智慧农业技术都做了什么

分享到:

日本作为现代化农业技术的代表国家,在智慧农业领域颇有投入。由于日本是岛国,土地资源不足、自然灾害频发,农业经济整体发展受到了一定的制约。然而自然环境只阻碍了日本农民横向扩展农耕面积,却没有限制日本在农业技术上的纵深发展。

2019年,日本农产品出口年产值超过9000亿日元,日本政府希望通过智慧农业促进农林牧渔的整体生产水平,加快农业出口增长,提振地方经济。日本农林水产部计划在2025年将农产品出口总额提升至2万亿日元,到2030年达到5万亿日元。

报道 | 机器之能

机器人+IPM使70年茶园焕发新活力

登米的无公害大米

宫城县是日本东北部地区的经济文化中心,肥沃平原也为发展农业提供了得天独厚的条件,宫城县北部的登米市(Tome),以稻米闻名,是日本大米的主要原产地之一。然而随着日本饮食文化的多样化发展,大米在国内的销量持续下降。

面对这一趋势,登米的稻农认为,提升稻米的品质,打造无公害的优良有机农产品,将成为登米农业的新出路。

2003年,日本农业合作社(JA)的当地分支机构JA Miyagi Tome率先减少了稻田中农药和化肥的使用。环保、有机、无公害成为了登米大米的标志,经过近20年的发展,目前80%的登米稻米都严格按照无公害环境标准种植。

种植无公害水稻会在许多方面增加农民的经济和劳动力负担,然而,与日本很多其他农村地区一样,随着人口的老龄化和年轻人流向城市,登米遇到了劳动力短缺的问题。在过去的二十年中,该地区的农场数量减少了一半。

无人机改变传统农耕方式

为了解决劳动力短缺问题,并提高稻田产量,登米稻农引进了无人机和传感器等智慧农业技术,利用无人机实现农药的精确喷洒,利用传感器实时监测大片农田的水位变化,使农民能够以最少的劳动力来管理稻田。

登米「无人机」稻农

登米的新一代农民千叶正太(Chiba Shota)介绍说,技术还有助于消除天气对农业影响的不可预测性。「利用无人机喷药,可以帮我们节省一半的劳动力,即便遇到突发天气状况,我们也能在不增加人手的情况下迅速完成工作。」

此外,登米的智慧农业还将农耕经验科学地固化为KnowHow和分析模型,在农业无人机上装备了可以测量水稻植株颜色和高度变化的摄像机,通过分析农作物生长的定量数据快速准确低判断何时需要施肥、何时需要打药,并计算出精确的用量,摆脱了传统的经验+直觉的农耕模式。

千叶还说,效率并不是技术给他带来的唯一优势。例如,农药必须在水中稀释后才能喷洒。地面人工喷药需要以1,000:1的比例进行稀释,耗时费力,而无人机喷药则只需10:1的稀释液即可完成。无人机的高精度喷药,可以降低稀释比例,使用高浓度农药完成作业,不仅提高了效率,还实现了100倍的节水效果。

千叶说:「我认为我们正处在我父母一代无法想象的,向新农业方式过渡的过程中。像无人机这样的技术正在引领我们前进。」

智慧农业升级环境友好型稻田

鹿儿岛县的Horiguchi Seicha是日本最大的茶厂之一,至今已有70多年的历史。为了提升茶叶的品质和竞争优势,Horiguchi Seicha正在使用新技术改造传统茶园,通过机器人提高生产力,并种植无农药和其他化学物质的优质农作物。

「每个出口市场对可用于农业生产的农药和化肥类型都有不同的规定。」Horiguchi Seicha公司的副总裁兼代表董事堀口大辅(Horiguchi Daisuke)说「为了确保我们可以将茶卖给任何国家,我们需要在保持竞争力并生产高质量产品的同时,寻找不依赖化学物质的种植方法。」

机器人「飓风之王(Hurricane King)」正在利用高压水和强风清除有害生物

自动化智能化的农耕新模式

Horiguchi Seicha一直以环境友好型农业为发展方向,并率先尝试采用病虫害综合治理(Integrated Pest Management,IPM),尝试全新的耕作方法。而由于IPM需要大量技术工人,因此鹿儿岛Horiguchi Seicha在技术研究方面不断创新,将IPM农业与机器人技术、信息通信技术(ICT)相结合,实现智能化驱动的无公害防虫。

Horiguchi Seicha是日本最早实施智慧农业的农耕企业之一。他们的第一个IPM创新可以追溯到上一代的Horiguchi Daisuke,他注意到台风过后昆虫会大幅减少,受此启发,他研发了一种名为「飓风之王(Hurricane King)」的机器人,这种机器人可以以高压将风和水吹过茶树,从而消除虫害。

Horiguchi Seicha的智慧农业研发并不止步于防治虫害,「最近,我们正在对一种采摘机器人的原型机进行实验。我们还引进了一种能够自动部署覆盖茶树的机器「Baron Screens」,他可以自动深处遮蔽的黑屏保护茶叶免受风和强烈阳光照射的危害。」堀口大辅介绍说。

全面创新的企业文化

这种将「智慧农业」和「IPM农业」相结合的方法,可以节省农业劳动力,解决劳动力短缺的问题,同时构建绿色无污染的生态友好型茶园。Horiguchi Seicha将先进的,无化学污染的种植技术视为增长的关键,并持续研发尖端技术,例如利用5G的无线传感器来监控现场条件或引导自动机器人。

堀口认为保持积极创新的态度确保了他的家族企业长盛不衰。他说:「我的祖父和父亲两代人都始终致力于开发创新的农耕模式,这种态度已根植于我们的企业文化中。」

利用「Field servers」实时管控农田状态

日本中部的信州高山酒庄(Shinshu Takayama Winery)于2016年开业,是由13位当地农民创建的创业公司,经过几年的发展,信州高山酒庄逐渐壮大,并在当地开发了包括葡萄种植、葡萄酒酿造,以及酒庄旅游等一系列与葡萄酒相关的产业链。

信州高山酒庄一直在利用新型智慧农业技术对葡萄园进行监控管理,以此提高葡萄种植的水平,以及葡萄酒的质量。农民们利用有关气候和土壤状况的科学数据,并依据不同品种葡萄的特性确定何时施肥、何时收获。

「农田服务器(Field servers)」监视葡萄园的状况。

信州高山酒庄与东京的农业科技初创公司「Vegetalia」合作,在整个农场中安装了为「农田服务器(Field servers)」远程监控设备。它可以记录了农场中的各种信息,包括太阳辐射、温度和湿度等。

以前,农民只能从天气预报里获得的信息,现在可以从安装在农田现场直接采集,对环境的判断也不再只依靠经验。「借助这项新技术,农民们还可以监控土壤的实际状况。通过密切跟踪不断变化的天气状况,可以更轻松地确定最佳的施肥和收获时间」 Vegetalia的总裁兼CEO小池聡(SATOSHI KOIKE)介绍说,「我们甚至在树叶上都装有传感器,可以通过算法检测水分并预测疾病,例如霜霉病。」

散布在农场各地的传感器,可以收集到人类手工无法收集的详细耕种数据。它带来的直接好处是使耕种效率更高,从长远来看,随着数据的不断积累,可以帮助农场更好地分析葡萄的生长规律,从而进一步提高葡萄的种植水平和葡萄酒的酿造品质。

信州高山酒庄常务董事兼酿酒师高野荣一说:「智慧农业技术可以帮助我们管理农场,并更快、更准确地制定决策。这是我们可以传给子孙后代的东西。」

继续阅读
远程运维赋能农业物联网,向日葵打造大型农机远程运维解决方案

一旦提到“智慧农业”这一概念,那自然就无法甩开物联网(IoT)概念。农业物联网作为智慧农业的重要组成部分,其“万物互联”的理论内核让本与网络绝缘的农机设备正式搭上了互联网技术发展的顺风车。近年来,随着大数据和云计算的爆发,承载“智慧农业”这一概念的技术基础逐渐成熟。

人脸识别能为智慧城市带来什么影响?

面部识别技术具有支持大量应用的能力,这些应用可以保护智慧城市的安全,但是随着面部识别技术变得越来越复杂,其滥用潜力也越来越大。不可否认,当前面板识别存在准确性、种族和性别偏见的问题,而隐私问题已导致对该技术的广泛反对。

智能交通多点开花 更多新技术汇聚津城

进入智能新时代,有关智慧交通的话题不绝于耳,且逐步上升为智慧城市建设的重要内容。在 天津无人驾驶巴士已经在多个地点投入使用,而在今年即将召开的第五届世界智能大会上,更多“智慧”交通技术将集中展示,新技术、新产品、新成果将汇聚天津。

无人驾驶技术前瞻:能否有效减少交通拥堵?能否减少交通事故?

最近,各大企业巨头纷纷进入电动汽车行业,华为入局自动驾驶的新闻也是沸沸扬扬,其与北汽极狐联合推出的极狐阿尔法S更是受到公众的广泛关注。而早前,小米已高调宣布10年投入100亿美元正式进军智能电动汽车市场。这一切,都源于当下5G、AI等技术应用落地的加速,智慧交通中最受公众关注的无人驾驶以及智能汽车产品都迎来了高光时刻。在行业的大力推动之下,无人驾驶技术进入快速迭代期,而公众则对其进入日常生活也有了更多的期许和憧憬:无人驾驶这一“黑科技”到底能给我们的日常生活带来哪些改变呢?

浅析边缘计算在智慧交通的应用

在5G浪潮驱动下,车路协同、智慧停车、智能交通规划、自动驾驶等应用普遍被提上日程,同时5G带来了数据量的大爆炸,越来越多的应用跑在了云端,很多具体的应用场景对延时的要求会变得非常严格,随着强实时数据的迅速攀升在边缘侧进行预先处理,于是“边缘计算”在智能交通领域应运而生。