人工智能在农业发展中的应用与展望

2019年9月

人工智能在农业发展中的应用与展望

霍元森（山西省山西农业大学软件学院，030801）

【摘要】农业在国民经济的三种产业中占据着基础的根本地位，是人们得以生存的基础保障。同时，对于经济社会的稳定与发展也起到了至关重要的作用。但是，随着人口数量地逐渐增加，耕地面积也在日益减少，并且正在加速推进城市化的建设。农业在日后的发展都面临着巨大的挑战。各国都在积极的研究新的技术来摆脱这种困境，通过这种科学技术来达到使农业的质量得到改善的效果。在这些创新技术中，人工智能是最为基础的，发展也是最为迅速。本文首先对人工智能和农业结合的情况进行详细的解释说明，之后在深入的分析人工智能对于农业应用产生的效果，最后展望人工智能在农产业领域能够带来的期望值。

【关键词】人工智能；农业发展；应用

【中图分类号】S126【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）09-0349-02

1人工智能与农业融合的基本情况

人工智能最早源于21世纪初,并且人工智能在农业领域方面就已经有了相关的摸索。例如在预测气候环境以及灾难的时候都运用了人工智能识别系统。人工智能在农业生产中帮助农业生产能够精细化,使得农业生产的质量得到很大改善。其中大多数的农业企业利用这个技术都是在在分析农作物的生长情况以及环境情况,然后针对这些分析结果建立物理模型分析,为后续农业生产提供了精准地指导。例如,一些先进的人工智能技术在美国加利福尼亚的两块田地上布置了技术测试床。将用于全方位立体化地,以测量植物生长情况,如高度,空气湿度含量以及土壤是否肥沃等等十八种数据上传到Infosys信息平台进行技术分析,再将分析的结果反馈到企业的相关系统中去给予相应地指导。这项技术还可以缓解因为信息不一致而造成的农产品需求供给发生不平衡等问题。同时,企业还可以通过建立人工智能这种有效系统,来预测农产品未来价格的一个趋势,这样就可以根据这个趋势,有针对性的对产能进行相关的调整,避免因为盲目投产而导致出现不必要的损耗,这样子就能够大大地减少了产能消耗风险,提高了效益。

2人工智能在农业发展中的应用情况2.1人工智能在农业产前阶段的应用

在农业生产之前的一个阶段里,农户们可以通过人工智能对土壤的质地水量需求灌溉等方面做出一个大致的具体分析。这不仅仅帮助生产农作物的农民能够科学地种植农作物,给他们精确地指导。

土壤分析就是将施肥量进行精准控制,选择适合土地栽种的农作物,分析农作物产生的经济效益等工作的基础,是生产前阶段最重要的工作之一。人工神经网络与人类脑部一些基本功能具有类似的特征。在此基础上,能够独立自主地利用神经网络技术对土壤进行分类研究,再建立起土壤类别与适合在此土地上栽种的农作物之间的一种关联。

在传统农业中,对于灌溉用水量的使用往往凭借的是多年的经验。但是却不能根据环境、气候等变化精确调整,对于多种目标灌溉规划的这种问题也是有心而力不足的。而人工智能技术不仅能够帮助农民实施精准灌溉的问题,保障了农作物用水的需求量。

2.2人工智能在农业产中阶段的应用

人工神经网络这项技术,农业机器人这项技术在农业生产进行的阶段是人工智能的主要应用之一。能够科学地指导农民种植农产品,对温室大棚进行监督管理。同时不仅使农业现代化得以推进发展,还将农业生产的效率大大得以改善,让农业生产更加自动化、信息化、规范化。

专家系统是指在一门领域中具有一定的权威性,在这个领域中拥有相当数量的专业性知识。这个系统能够模拟现实中专家的思维,具备像他们一样解决问题的能力。早在20世纪70年代末期,就有国家就已经研究了农业专家系统。在20世纪80年代中期的时候,这种农业专家系统已经不再只是单纯地诊断病害虫。例如,现在应对科学技术的发展趋势,美国、中国等国家也相继开始转型。开始向有关农业的专家系统进行优化升级,甚至是研发分析农业经济以及生产管理等方面的系统软件。农业科研人员在运用专家系统的基础上对这个系统加以改进,开发了最新的农业专家系统。这个新型的农业专家系统能够足不出户地对温室的农产品进行探测,能够精准指导各地区的农民种植农产品,教授他们科学的种植方法。

现如今,由于科学技术的不断进步,农户们也选择用机器人来代替了手工采摘采收农作物,大大地减少了劳动成本和时间成本,还可以提高农民的工作效率。中国的识别杂草的智能喷雾系统是我国研发的一种农业专家系统,在我国的农业发展中占据着举足轻重的地位。这个智能系统是根据颜色特征等方面,对杂草进行有效识别。

2.3人工智能在农业产后阶段的应用

对于农产品分类,人工智能在这一方面也有自己独到的解决方案。比如有学者这样一种技术——

—在图像识别的基础上把番茄进行分类。这种方法可以智能的区分出番茄表面的缺陷,已知形状大小等特征,通过专业的技术进行分类,同时还采用了BP训练神经网络加以对比。根据实际的数据显示,如果要提高准确性,采用遗传算法是具有非常明显优势的。同时还有别的学者提出了图像预处理方法。这种方法包括了以下几种:分割图像方法,采集边缘方法等多种方式。同时为了检测水果大小开辟了新思路,采取了当量直径法,对水果表面的缺陷也进行了不同层别的划分。

应着中国社会的日益发展与进步以及科学技术的不断创新,广大消费者在满足的吃饱穿暖的基础上对食品安全提出了更高的要求。目前,农产品质量的检测方法也在不断地进行测试,选择,研发,同时也将图像识别等科学技术手段几乎都应用在其中。应对这种方式,选择利用人工嗅觉装置,与人的嗅觉功能在一定程度上具有相似特征,来分析腐烂的农产品所散发的不同的气味。目前科学家们将彩色计算机里所蕴含的视觉系统进行结合运用,把它作为研究的一种重要工具,再与一些人工智能领域的先进技术相结合,研究出了能够自动

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的将农产品的层别分辨出来。例如,草莓就是一种非常容易坏的农产品,要是只采用单纯的人工来进行搬运和采摘,那么就会使劳动成本上升,同时还会影响农产品的品质。于是工程师们就另辟蹊径,针对这种问题,实施研发出能够搬运农产品的高科技机械人手爪。这种高科技机械手爪经过一系列系统地编排与设计可以搬运程序里所设计好的产品分类,并且最关键的是还不会在农产品上面留下任何不好的痕迹。同时科学家们为了让机器人手爪能够更精准的进行工作,在原有的基础上还采用了更加灵活以及智能的机器人手爪。

3对人工智能在农业发展中的展望

在最近的这几年,人工智能的发展有着突飞猛进,否极泰来的积极态势。比如现在的语音识别功能等高新技术都在相继大力发展。利用人工智能的科技化,与大数据的信息化相结合能够有效地帮助人们做出决策,代替人们做反复的工作。并且,现在物联网技术也在被大力提倡被人们普及利用。例如,在感知的基础上,在温室大棚里安装的智能传感器可以将通过传感器之间的连接收集到的数据进行整合到一起。现在所流行的关于存储大数据,合并运行大规模的计算是在依赖于云计算的基础上得以发展,并且云计算的发展空间为它们带来了一定的可能性。

人工智能技术的前景虽然一片光明,可以注入为各项科学发展提供很大的帮助,但其应用的研究也还存在许多不足需要得以改善。现如今,人工智能扮演着重要的角色。农业结合人工智能,在其的带领下已经步入了崭新的数字化信息时代,而不是一昧地进行传统手工行业。农业产业借助了人工智能的技术工具提高了农产品的产量,减少了时间、劳动成本,大大地提高了效率,也是全面实现农业生产现代化重要的一笔。

参考文献

[1]王瑜,郑子辉.人工智能技术在农业领域的应用方向及发展路径[J].

信息通信技术与政策,2019(06):29-31.

[2]张嘏伟.计算机视觉系统在番茄品质识别与分类中的研究[D].保定:

河北农业大学,2005.

[3]谢静.基于计算机视觉的苹果自动分级方法研究[D].合肥:安徽农

业大学,2011.

[4]李洪涛.基于农产品品质检测的专用电子鼻系统的设计与研究[D].杭州:浙江大学,2010.

收稿日期：2019-8-2

作者简介：霍元森(1997-),男,本科在读。

基于校企合作的应用型独立院校

“双师型”师资队伍建设研究

刘清雪1，刘影2

（1.吉林建筑科技学院，吉林省长春市130114；2.农安卫生职工中等专业学校，吉林省长春市130200）

【摘要】应用型本科指以应用型为办学定位，以培养应用型人才为培养目标。而应用型人才的培养，实现的关键是“双师型”师资队伍的建设，然而什么是“双师型”教师？有人主张“双证书论”，有人认同“双能力论”。我认为作为应用型独立院校，“双师型”教师应为“双证”与“双能”的结合体，要求教师不但要具备教师的基本素养，还要具有扎实的实践能力。即能胜任理论教学，又能指导实践，引导学生创新的实践，调动学生的学习激情。

【关键词】应用型独立院校；双师型；师资

【中图分类号】G718.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）09-0350-02

1我校“双师型”师资队伍建设现状

很好理解“双师型”教师即是指“上得了讲堂下得了工厂”的教师。“双师型”师资队伍建设又是应用型大学人才培养方案得以实施的重要保障。我校作为应用型本科,师资队伍建设主要存在以下四个问题:

(1)学校的“双师型”教师的界定标准很难确立和执行。虽然国家有明确的定义,但没有标准的考核体系和评价标准,所以在具体实施过程中,学校往往会将“双师型”教师内涵的理解为更容易量化的“双证书”、“双职称”。

(2)“双师型”教师在各级各类学校总量中占比还很小,作为民办院校,教师的教学压力很大,要远远超过公办院校,虽然学校已积极的与企业联系,分派教师到企业进行顶岗实习,但由于时间短暂,企业也不会将较为重要的工作交给我们。产教融合的教育模式虽在很多高校得以开展,但尚未得以全面推广,因此,教师通过实际锻炼提高自身专业实践能力得变成一句空谈。

(3)学校虽借助于校企合作来促进“双师型”教师队伍的建设,但基本都是教务处和学院组织的短期集假期培训或网络培训。短期集中培训只能让教师了解企业生产过程,了解掌握一定的流行的实践技能,但却很难在短时间内做到整体素质的提高,更不用说打造一支专业能力较强的师资队伍了。“双师型”教师的培养是一个长期的持续的过程,一促而就的培训模式不能满足高职教师的实际需求。

(4)学校对仅有的岗位培训没有明确的评定标准、验收标准,岗位培训专业针对性不强,对评定的“双师型”教师只是口头的认可,没有明确的激励制度,导致教师参与的积极性不

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