一臺田間“小貨車”實現10分鐘內“測土+種植方案智能生成”

在國家科技創新2030“腦科學與類腦研究”相關課題的支持下,中國電子科技南湖研究院與浙江農林大學、浙江聚賢盛邦農業科技有限公司一起建成了一個“類腦智慧農業示范項目”,并落戶于杭州市臨安區太湖源鎮的水果筍產業園。據悉,現場僅用一臺可多地轉場的田間“黑科技小貨車”,通過“感算融合、類腦云端協同、稀疏計算”的類腦智能計算模式,實現了對臨安雷筍種植的10分鐘內“測土+種植方案智能生成”,有效緩解了雷筍種植中的測土配肥時間緊和成本高的問題(之前第三方測土長達1-2周,容易耽誤雷筍最 佳施肥時機,同時因為單畝檢測價格昂貴無法大批量檢測)。4月13日,農業農村部信息中心及臨安區政府相關領導也到場進行詳細考察,重點關注和積極探討了這種“高效精準低成本”的類腦智慧農業模式及其“便民利民”的實際效果。

優勢:類腦智能在智慧農業領域的提效降本優勢將逐步顯現

人工智能在農業領域有著廣泛的應用前景,但一直以來受限于農業傳統物聯網感知設備部署成本高、測量精度低、知識模型復雜、數據量積累少等問題,從現場感知到種植決策一直難以高效打通。一些專家甚至認為,部分智慧農業項目脫離實際,對農戶還造成了負擔。

而采用新一代的類腦智能計算架構,類似于“從眼睛看到大腦想”的一體化神經傳輸處理過程,具有“云端協同、感算融合、時空敏感、適應模糊和稀疏計算”的特點。這種模式能感知一定精確度的模糊數據,通過類腦模型快速做出“局部聰明合理”的決策,而非強調數據和模型“大、全、準”,從而大幅提高智能決策速度,并大幅降低設備部署成本和能耗。

以臨安雷筍項目為例,之前復雜的化學測土過程相對精確,但需要1-2周時間而且需要專人做專業分析來診斷配肥,即使采用了智能化數據模型方法仍然較為復雜,同時單畝檢測價格昂貴;而采用類腦智能則僅需一個便攜式光譜測量設備快速收集土壤的部分成分,結合稀疏知識和數據模型來推測,就可以給出相應處置方案,很像人腦經驗產生的不用太精確但是不誤農時效果的“土方子”。

方案:“一臺車”作為大腦中樞,竟然如此聰明的秘密

在臨安雷筍示范項目現場,來自浙江聚賢盛邦公司的總經理林漢良以及中國電科南湖研究院的產品經理代金杰,向來訪的農業農村部信息中心領導演示了相關產品,引發了不小的關注?，F場的一臺輕便的小貨車中充滿了黑科技,放置著智能光譜測土儀、顯示屏幕,以及連接著測土配肥等種植方案的“專家模型”。據代金杰介紹,這臺車由浙江聚賢盛邦公司與南湖研究院共同設計,這臺車如此聰明是源于三項“黑科技”的秘密加持:

一是智能光譜儀,可以實現上門測土服務。農戶只需在小程序中發起測土服務申請,聚賢盛邦公司工作人員就會駕駛這臺智慧車上門為農戶提供服務,通過南湖研究院與浙江農林大學共同研發的智能光譜測土儀采集土壤養分數據,并自動上傳到類腦云平臺上的專家模型(感算融合)。

二是在類腦云平臺上有一個“類腦種植專家模型”。這個專家模型通過對不同竹林類別、不同生長階段的施肥經驗進行融合,形成雷筍種植模型;在獲取到農戶新的測土數據后,種植模型會生成與土壤相匹配的個性化配肥方案,指導配肥作業。據現場觀察的案例,類腦種植專家模型可以在幾分鐘內就生成相關方案。

三是模型與測量儀器之間可反復進行校正。類腦種植專家模型還會根據以往數據經驗,來校正光譜測土儀的數據偏差,降低光譜儀相對于化學法土壤測量的誤差問題。

通過以上三項“黑科技”,就完整解決了農業種植“測土配肥最后一公里”的低成本部署以及快速銜接問題。現場的領導認真聽取了這臺智慧農業“小貨車”的完整服務流程匯報,對其便民利民的優勢給予了充分肯定。據悉,臨安當地建設基于類腦智能數字化種植系統最終是要解決的筍標準化生產的問題,規范農戶按照標準化的生產規程來進行種植管理,滿足雷筍中的“水果筍“高品質要求、形成水果筍特色產業基地,從而打造“水果筍”這一臨安特色農產品名片。

未來:類腦智能計算及其行業應用成為新熱點

據相關報導,類腦智能計算仍可基于現有的硅基芯片基礎,但會通過模仿人腦和神經形態的設計思路,來實現更有效率乃至革命性的計算架構模式、突破存儲墻及功耗墻限制,并為通用人工智能發展探索新的路線。因此,類腦計算被認為是即將到來的未來產業,多國科研機構和企業都在積極布局(如英特爾、IBM、英國曼徹斯特大學、美國斯坦福大學、韓國科學技術院等)。在類腦相關創新領域中,我國涌現出了以清華大學類腦中心為代表的高校科研群體,以及以中國電子科技南湖研究院為代表的研發機構。

其中,中國電子科技南湖研究院是中國電子科技集團有限公司與嘉興市政府共同建設的重大創新平臺。臨安雷筍(水果筍)智慧農業示范項目是南湖研究院成功落地的首 個農業類項目,今后還將逐步延伸到農作物智能育種等相關領域。此外,南湖研究院還將啟動建設類腦智能相關的開發者平臺——“腦啟云與腦啟社區”,為多個行業的類腦計算的開發者提供支持。