李德毅

在我國當(dāng)前助力鄉(xiāng)村振興的大背景下，從廣袤的東北平原到美麗的西南山地，已經(jīng)大面積解決了農(nóng)業(yè)機(jī)械化的問題。東北地區(qū)人少地多，一望無際的黑土地，需要的農(nóng)機(jī)主要是大馬力；西南地區(qū)山地和丘陵、人多地少，更需要微型農(nóng)機(jī)的精細(xì)作業(yè)。生態(tài)特色各有不同，我們要從根本上改變農(nóng)民面朝黃土背朝天的艱苦勞作狀態(tài),都需要用人工智能打造有溫度的農(nóng)機(jī)，研發(fā)有感知、有認(rèn)知、有行為、可交互、會學(xué)習(xí)、自成長的農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人。

計(jì)算機(jī)雖然計(jì)算能力很強(qiáng)，但它缺失感知能力和行為能力，我們要從“圖靈可計(jì)算”的局限中解放出來，不再孤立計(jì)算，不再忽視學(xué)習(xí)和記憶，不再忽視機(jī)器與環(huán)境的交互，重視機(jī)器的具身智能。每塊田地的實(shí)際情況都不一樣：下雨之前與下雨之后的地面不一樣，靠近河流水溝與高山荒坡的地面不一樣，粘土和沙土不一樣，甚至同一塊地的邊緣和核心土質(zhì)也不一樣。農(nóng)機(jī)操作手的動力學(xué)行為也有差別。如果沒有感知和行為能力，僅靠預(yù)設(shè)的計(jì)算機(jī)程序單調(diào)工作是不可行的。農(nóng)機(jī)具一定要安裝多源異構(gòu)的傳感器，通過農(nóng)機(jī)上的攝像頭、雷達(dá)等，盡可能采集這塊特定土地植被的物質(zhì)含量、水量、溫度等熵情屬性，才能有針對性地進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)。

1936年圖靈提出的圖靈機(jī)模型，后來被物化為馮·諾依曼體架構(gòu)的實(shí)體計(jì)算機(jī)，雖然有輸入和輸出，但輸出常常滯后輸入，沒有研究交互過程中產(chǎn)生的新的需求和認(rèn)知。而實(shí)際上，農(nóng)民在田間需要實(shí)時與環(huán)境、土地、作物等進(jìn)行交互。農(nóng)機(jī)具的感知能力要做好，才是有溫度的農(nóng)機(jī)。

同時，農(nóng)機(jī)一定需要有好的行為能力，這就需要把農(nóng)機(jī)這個載體的運(yùn)動學(xué)的行為特征掌握好?，F(xiàn)有拖拉機(jī)馬力很大，但耕地不夠精準(zhǔn)，過于粗放，有時會發(fā)生事故，大多是因?yàn)檫\(yùn)動學(xué)問題，根本原因是動力學(xué)問題。動力學(xué)是運(yùn)動學(xué)的高階，認(rèn)知是感知的高階，解決農(nóng)田作業(yè)問題之道，要么將問題在物理空間減低一個維度，或者低一階；要么在認(rèn)知空間將認(rèn)知上升一個維度，或者高一階，需要有感知、有認(rèn)知、有行為的農(nóng)機(jī)具。

要做有溫度的農(nóng)機(jī)，特別要重視認(rèn)知，所以我們更希望在西南地區(qū)的丘陵土地上，能夠做出可交互、會學(xué)習(xí)、自成長的農(nóng)田作業(yè)機(jī)器。我們要從計(jì)算機(jī)智能中解放出來，不再僅僅是使用程序（算法）讓機(jī)器不顧周圍環(huán)境的差別，一味地做簡單重復(fù)的工作。

最近十年是深度學(xué)習(xí)的黃金十年，它用大數(shù)據(jù)來“調(diào)教”算法模型，用數(shù)據(jù)來調(diào)整上億個權(quán)重參數(shù)（算法的結(jié)構(gòu)參數(shù)）。深度學(xué)習(xí)之所以成功，不僅僅因?yàn)槠洹八惴?、算力和?shù)據(jù)”三大功能，更重要的是它創(chuàng)建了用數(shù)據(jù)去“調(diào)教”算法的新案例，使自編程、自糾錯、自編譯、自沉淀、自成長成為可能。深度學(xué)習(xí)打破了“算法長期被困在程序里”的封閉局面，打破了需要預(yù)寫程序通過編譯才能獲得智能的傳統(tǒng)方法，用標(biāo)注代替記憶，從大數(shù)據(jù)中直接獲得分類知識，用數(shù)據(jù)修改算法中的參數(shù)，開辟了機(jī)器學(xué)習(xí)的新紀(jì)元。機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)果是記憶，記憶智能優(yōu)于計(jì)算智能，用記憶約束計(jì)算，實(shí)現(xiàn)各智其智，智智與共的新局面。

如果說農(nóng)業(yè)革命讓我們學(xué)會了使用工具，工業(yè)革命解放了我們的體力，那么百年來的認(rèn)知革命，正在把人工智能滲透到包括農(nóng)業(yè)機(jī)械在內(nèi)的所有動力機(jī)器中去，讓它做得更加智能，不但更有力量，而且讓它們更加精準(zhǔn)，為智慧農(nóng)業(yè)打下基礎(chǔ)。這樣就能徹底地改變我國農(nóng)民面朝黃土背朝天的艱苦勞作，更加尊嚴(yán)、更加優(yōu)雅、更加智慧地生活。我們在東北地區(qū)智能拖拉機(jī)耕種取得了一定的成功，現(xiàn)在東北地區(qū)的部分農(nóng)民已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在家里使用手機(jī)或者專用遙控器，遠(yuǎn)程操控多臺拖拉機(jī)，甚至在夜間、雨天等惡劣環(huán)境下干活，我們希望將來西南地區(qū)的農(nóng)民，也能在小飯桌旁通過手機(jī)控制小型、微型拖拉機(jī)插秧、植保、摘水果、收柑橘等。如果能夠把東北、西南地區(qū)都“抓”起來，在中國的大地上，做到“抓兩頭”，就可以帶動中間地區(qū)。讓我們共同努力發(fā)展有感知、有認(rèn)知、有行為、可交互、會學(xué)習(xí)、自成長的農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人，把中國的農(nóng)田作業(yè)從粗發(fā)的機(jī)械化、自動化，真正上升到精準(zhǔn)的智能化。