李 浩 劉麗歡 薛鵬飛
(1.濟南市萊蕪區(qū)國有吉山林場,山東 濟南 271100;2.濟南市萊蕪區(qū)農業(yè)農村局,山東 濟南 271100; 3.博興天竹菌劑生物科技有限公司,山東 濱州 256500)
蔬菜產銷可以分成3 個階段,即蔬菜栽培、蔬菜加工及蔬菜銷售。其中,蔬菜栽培主要強調的是蔬菜的生長繁育過程,在此過程中農業(yè)工作者需要應用不同的栽培方法,以此獲取較高的農業(yè)生產效益。蔬菜加工指的是蔬菜的二次加工過程,如脫水蔬菜、速凍蔬菜、菜汁飲料和粉末蔬菜等都是蔬菜二次加工的產物,經過加工的蔬菜在市場上更受歡迎。蔬菜銷售指的是蔬菜的銷售過程,蔬菜經由農業(yè)生產者最終被送到消費者手中。值得注意的是,蔬菜產銷過程完全可以和人工智能(Artificial Intelligence,AI)技術相互融合,經過AI 技術的助力,蔬菜的栽培、加工及銷售能夠更為高效?;诖?,筆者將分析AI 和蔬菜產銷的融合模式的可行性。
AI 可以為蔬菜的栽培過程提供支持。在這一過程中,AI 生產管理系統(tǒng)輔助蔬菜種植栽培,AI 智能機器人可以優(yōu)化蔬菜生長環(huán)境。
AI 生產管理系統(tǒng)可以通過信息化手段實現(xiàn)蔬菜種植的高效化,減少蔬菜生產過程中的人力資源損耗。首先,在實際的工作過程中,AI 生產管理系統(tǒng)可以進行土壤探測,確定最優(yōu)的蔬菜種植區(qū)域,通過電腦智能分析確定土壤肥力,精準判斷適宜栽種的農作物。通過合理的土壤探測過程,AI 技術能夠有效地為種植者提供蔬菜的生長數據,以此為創(chuàng)設適宜的種植環(huán)境提供助力。值得注意的是,現(xiàn)階段我國可應用多維的探測技術進行AI 土壤探測,其中包括全陣列式三維體制的探地雷達鷹眼系統(tǒng)。通過鷹眼系統(tǒng)的支持,種植者能夠有針對性地進行自主監(jiān)測、識別并標記相對區(qū)域內的土壤信息,同時鷹眼系統(tǒng)也能配備GPS定位功能,實現(xiàn)大地坐標和地下空間坐標的融合。
其次,AI 生產管理系統(tǒng)可采集蔬菜生產數據并提供預警等服務。系統(tǒng)通過視覺識別技術標注出一定區(qū)域內蔬菜的數量,然后自主計算蔬菜質量,并應用文本標注功能將蔬菜質量記錄下來,第2 天依次重復這一工作過程,并將每天的蔬菜質量錄入數據庫進行對比,以此監(jiān)測蔬菜的生長情況。如果蔬菜質量波動較大,那么系統(tǒng)就會向農業(yè)生產者發(fā)出預警。通過一站式的智能標注、數據對比、服務預警等功能,AI 生產管理系統(tǒng)可以有針對性地對園藝蔬菜的生產提供助力。
再次,AI 生產管理系統(tǒng)可以根據蔬菜的質量變化有針對性地對蔬菜的健康狀況進行分析,同時通過蔬菜生長監(jiān)控模型自動識別異常的蔬菜作物,明確這些蔬菜所遭受的病蟲害種類,并智能化地應用殺蟲燈等消除病蟲害措施。另外,種植者可以將在合乎標準光線條件及背景下拍攝出來的農作物病蟲害照片上傳到AI 系統(tǒng)數據庫,以供后續(xù)比對。值得注意的是,目前的病蟲害識別主要聚焦于各類蔬菜和雜草的識別,通過AI 的支持,一些蔬菜的病蟲害將更易被 發(fā)現(xiàn)。
最后,AI 生產管理系統(tǒng)可以應用蔬菜生長傳感器來探測蔬菜的生長速度,完整記錄蔬菜的生長情況。另外,還有根系掃描儀,其可以采用微根管技術在自然狀態(tài)下無破壞地對植物根系進行在線掃描成像,以此來保證蔬菜根系的健康生長。這些不同的園藝蔬菜生長數據都可以通過AI 系統(tǒng)有針對性地傳輸到種植者的后臺數據庫,以此來輔助種植者對農業(yè)生產數據進行智能化分析。
利用AI 智能工作機器人可以有針對性地對蔬菜進行栽培管理,以此來節(jié)約人力、物力資源。其中,采摘機器人可以應用視覺算法對蔬菜的成熟度進行分析,準確分辨出成熟的蔬菜,然后再應用空間技術等將成熟的蔬菜采摘下來。還有智能除草機器人,能夠為種植者解決蔬菜種植過程中的雜草問題。這類機器人可以應用計算機視覺技術感知不同植物的生長信息,有效分辨出蔬菜和雜草。此類機器人可以針對不同的蔬菜作物和土壤環(huán)境精準切換刀片,更改剪除類型,以此提高雜草去除效率。另外,還有農作物生長監(jiān)測機器人,它可以在植物自主導航和基于機器視覺分析下進行數據采集,以此來收集田地中植物的數據并進行各項性狀分析。智能監(jiān)測機器人可以為種植者提供更好的種植建議,還可以建立農作物的3D 地圖來記錄農作物生長情況。利用耕作機器人種植蔬菜的成活率相對于傳統(tǒng)的種植模式也較高。因此,應用AI 耕作機器人進行蔬菜種植是一種較為高效的農業(yè)生產模式。綜合來看,通過各式各樣機器人的支持,蔬菜的生長環(huán)境能夠更好,并能節(jié)約大量人力、物力資源,有效減少種植者的工作量,幫助種植者做好后期蔬菜的銷售 決策。
AI 技術可以為蔬菜的加工過程提供支持。在這一過程中,AI 和IoT 融合形成的AIoT 可以賦能蔬菜加工過程,AI 虛擬助理可以優(yōu)化蔬菜加工過程。
在蔬菜加工的過程中,AI 技術可以和IoT 物聯(lián)網技術相互融合,以此來賦能蔬菜加工過程。在實際生產加工過程中,AI 系統(tǒng)可以借助于互聯(lián)網技術來操控生產設備工作。在這一過程中,AI 就相當于整個生產系統(tǒng)的大腦,AI 傳輸的指令通過物聯(lián)網系統(tǒng)正確地傳達給不同的生產設備,此后不同生產設備快速做出反應,完成蔬菜加工過程。以速凍蔬菜為例,在對速凍蔬菜進行處理時,AI 核心控制系統(tǒng)首先經由物聯(lián)網系統(tǒng)將蔬菜燙漂的任務下達到相關設備,設備接收到指令之后自主執(zhí)行燙漂任務;然后冷凍設備先將中心溫度由-1℃降至-5℃,再降至-18℃以下,經過極快的速度使蔬菜冰化,經過處理的園藝蔬菜在較低溫下能夠較好地保持原菜的色香味和各種有效營養(yǎng)成分,同時速凍蔬菜解凍后復原性能好,近似于新鮮蔬菜。經過加工之后的蔬菜更便于運輸和保存,同時其自身的營養(yǎng)成分并沒有過多流失。綜上所述,在蔬菜加工的過程中,AI 技術可以和IoT 物聯(lián)網技術相互融合,以此來賦能園藝蔬菜加工 過程。
AI 虛擬助理也可被應用于蔬菜的加工過程??梢哉f,人工智能在制造業(yè)中最令人興奮的應用之一便是虛擬助理,它可以使用自然語言處理與用戶進行交互,基于用戶要求執(zhí)行任務,并基于數據為用戶提供建議。虛擬助理在蔬菜加工領域的應用便意味著不管是技術人員、研發(fā)人員還是質量控制檢查員都可以通過口頭詢問細節(jié)(原料處理、庫存情況等)了解工作進展,而無須在鍵盤或手持設備上打字,這在一定程度上節(jié)省了時間成本。以菜汁飲料這一蔬菜二次加工的產品為例,在進行菜汁飲料的加工制作時,相關工作者可以通過AI 虛擬助理實時了解飲料的制作情況。一般來說,菜汁飲料制作前需要先將蔬菜洗凈,通過研磨粉碎獲取70%~80%的懸膠狀蔬菜原汁,此項操作能夠保持蔬菜原有的風味和營養(yǎng)。制作形成的菜汁飲料可以和茶、酒、奶等配制成混合型飲料。在實際配制過程中,虛擬助理可以向技術人員及質量控制檢查員提供菜汁飲料的制作進度。在整個菜汁飲料配制過程中,有一些工作細節(jié)需要嚴格把控。如菜汁飲料的研磨粉碎程度將直接影響后續(xù)的口感,因此,在此過程中工作者需要實時地向AI 虛擬助理詢問飲料的研磨情況,以此來有針對性地制定相對應的工作決策,保證菜汁飲料的飲用口感。這樣一來,相關工作者就以AI 虛擬助理為依托優(yōu)化了園藝蔬菜加工過程。綜上所述,AI 虛擬助理可以被應用于蔬菜的加工過程。
AI 可以助力蔬菜銷售過程。通過AI 技術的支撐,能夠建立多方銷售平臺,其中包括“設施蔬菜智腦”等售前服務平臺,以及PaaS 售中/后服務平臺。
在AI 技術的支持下,工作者可以以“設施蔬菜智腦”為售前服務平臺,助力蔬菜售前服務。售前服務是農業(yè)生產者在消費者未接觸蔬菜產品之前所開展的一系列刺激消費者購買欲望的服務工作。售前服務的主要目的是協(xié)助消費者做好消費規(guī)劃和系統(tǒng)需求分析,使蔬菜產品能夠最大限度地滿足消費者的消費需求?!霸O施蔬菜智腦”由設施農業(yè)數智化服務底座、設施農業(yè)智腦數據資源中心和設施農業(yè)數智化支撐中心組成?!霸O施蔬菜智腦”能夠將蔬菜的栽培數據、環(huán)境數據歸納整理出來,集中投放到平臺上。消費者可以在“設施蔬菜智腦”這一售前服務平臺上優(yōu)先了解到蔬菜的栽培數據、環(huán)境數據。值得注意的是,在開發(fā)售前服務平臺的過程中,農業(yè)工作者可以應用STP 模型將平臺上的蔬菜數據精準投放給消費者。在此過程中,種植者需要應用AI 技術對蔬菜種植市場進行STP 市場細分,明確其種植蔬菜的市場銷售行情。在此之后,“設施蔬菜智腦”可以應用其自身的數據庫為種植者框定目標市場,并根據消費者的消費需求實現(xiàn)產品的精準投放。這樣一來,在STP 模型的支持下,“設施蔬菜智腦”這一數據可視化平臺能夠有效地為種植者提供更為多元的蔬菜售前服務,幫助種植者提供多維的蔬菜銷售思路。綜上所述,AI 技術在和蔬菜產業(yè)相融合的過程中,工作者可以建立“設施蔬菜智腦”,以此來作為售前服務平臺。
在AI 技術的支持下,工作者可以以PaaS 為售中/ 后服務平臺展開蔬菜的市場銷售過程。種植者可以應用PaaS 服務平臺有針對性地建立起線上線下一體化的智慧售后供應鏈服務體系。PaaS 售中/后服務平臺需要涉及售中和售后服務兩方面內容。售中服務中可采用智慧物流。智慧物流是指通過智能軟硬件、物聯(lián)網、大數據、AI 技術等,實現(xiàn)物流各環(huán)節(jié)精細化、動態(tài)化和可視化管理的一種運輸手段。智慧物流能夠提高物流系統(tǒng)智能化分析決策和自動化操作執(zhí)行能力,提升物流運作效率。在進行蔬菜售中物流服務的過程中,工作者只需要坐到操控臺前向AI系統(tǒng)發(fā)出指令即可,此時連接了互聯(lián)網的相關設備就可以自主進行快件的掃描裝配工作。在此之后,裝配設備可以應用RFID 非接觸式自動識別技術來識別不同快件的物流信息,將快件分區(qū)域進行整理裝配,裝配完成的蔬菜產品通過線下的物流運輸體系送到消費者的手中。此時AI 系統(tǒng)可以自動地將蔬菜的物流信息更新到PaaS 平臺上,便于消費者在平臺上實時看到快件的運輸狀態(tài)。此外,PaaS 也是非常典型的售后服務平臺,消費者如果對蔬菜產品有一定的意見或建議,可以通過PaaS 平臺的智能客服來進行退換貨處理。綜上所述,在AI 技術的支持下,工作者可以以PaaS 為售中/后服務平臺進行蔬菜的市場銷售,提高蔬菜的銷售效率。
在未來,智慧農業(yè)將會取代傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式,機器設備會取代部分人力完成蔬菜的生產過程,這使得整個農業(yè)生產活動更為輕松高效。同時,AI技術的融入也使蔬菜的生產過程更加可視化,消費者和農業(yè)生產者都可根據這些數據來對蔬菜的生產過程進行分析,以此產出更高質量的蔬菜產品。相信在未來,我國AI 技術和蔬菜產業(yè)相融合的運行模式能夠更為完善,同時我國能夠培養(yǎng)出諸多高素質的AI領域研究人才,研究出更為多元的農業(yè)生產嵌合技術,有效地提高農業(yè)生產效率。