安徽中科智能感知科技股份有限公司(以下简称:中科感知)是中国科学院和安徽省、芜湖市两级国资平台共同投资,专注于用传感器与人工智能技术来赋能传统农业的高科技成长型企业。
有趣的是,中科感知的核心团队成员大部分来自于中国科学院、中国科学技术大学毕业的博士后、博士,学的是人工智能和量子专业,而不是农业。那为什么团队会选择做农业呢?因为他们觉得农业其实仍是一个比较传统的行业,特别需要传感器、人工智能技术来提升我们的农业。
举个例子,大家可能不知道传统农业植保站的工作人员有多辛苦。每年夏天七八月份最热的时候,植保人员带着白脸盆、穿着胶鞋、戴上草帽到水稻田里赶稻飞虱,赶到白脸盆里面,然后一个个的数稻飞虱有多少,真的很辛苦。因此中科感知的科研团队思考如何能降低工作人员劳动强度的同时又能提升工作效率?从2017年开始,团队研发了一款移动式病虫害信息智能获取装备(智宝),类似于一个自拍杆,植保人员把镜头伸到作物前,拍一下照片就行。这个照片会被发送到公司后台的植保农业大脑,它会自动分析病虫害种类的识别、计数、病虫害等级趋势分析等各种内容。
为了做这样的大脑,中科感知团队拍了50万张病虫害各种姿态、背景、角度图片,标注的样本超过了1000万个,可以对400多种病虫害进行识别计数,对水稻、小麦、玉米、油菜等主要病虫害的识别、计数的精度超过了90%。全国农技推广中心非常重视这个装备,此前没有类似的智能装备,该装备2018年在安徽等四个省开始试用,随后很快进入了全国农技中心产品目录。截止目前,中科感知已经为十几个省的植保站提供智宝装备。其病虫害核心识别算法,2019年获得了国际算法挑战赛的冠军,也获得了安徽省科技进步一等奖。现在,中科感知团队把深度学习等人工智能算法用于病虫害预测预报,科学预测、精准用药,目前可以精确的数清楚每块地病虫害、杂草发生数量、发生趋势,生成10m*10m的施药变量处方图,全种植季用药量减少20%以上。可以说,人工智能技术正在改变着传统农业植保行业。
亳州无人化农场玉米螟变量处方图
再举一个例子。每年,很多农机手在播种、收获作业的时候,为了抢农时,每天只能睡2个小时,苦不堪言。2021年,中科感知与华南农业大学罗锡文院士团队进行合作,在亳州建设了安徽省首个1000亩玉米小麦轮作无人化农场应用场景,以人工智能与无人农机技术为支撑,通过“天、空、地”一体化农情感知系统、“农场大脑”决策系统以及无人农机作业系统,农民用户通过手机或者平板电脑就能实现农场生产的自主决策、智能作业、精准管理。农民一个人通过平板,可以操作几天无人农机进行作业,真正实现了“汗水农业”向“指尖上的农业”的转变。
通过无人化农场技术,可减少肥料和农药用量5%,降低生产成本5%;由于接行准确,可提高土地利用率0.5~1%,提高劳动生产效率70%,农场综合效益提升10%;节本增收效益显著。中科感知研发的无人化农场产品获得“2021年度安徽省十大信息化事件优秀项目”以及安徽农机工业协会与安徽农机装备创新研发推广联盟颁发的安徽省“十大创新农机产品”。
中科感知设计、建设、运维的芜湖稻麦轮作无人化农场
无人化农场云管控平台
此外,成本高、可靠性低等因素是制约农业传感器应用的瓶颈问题。中科感知在国内成功研发了农业低功耗系列传感器,包括土壤墒情三合一传感器(1-5深度可选)、田间水层高度传感器、土壤硬度传感器等,采用高能量锂亚电池供电,不需要专门铺设市电线路或配备太阳能板,不影响农机作业,能够在现场快速部署,实现即插即用。由于整体采用超低功耗设计,一节电池可以维持设备工作3年以上,成本是传统农业传感器设备价格的十分之一。能做到这样,主要依赖于中科感知独有的深度休眠算法,使传感器待机功耗小于1uA,峰值电流小于100mA,特别适合野外农田应用场景。
低功耗系列传感器
截止目前,中科感知承担了国家重点研发计划课题,农业农村部数字农业建设项目、安徽重大专项等项目,同时公司被评为国家高新技术企业、国家知识产权示范企业、安徽省新型研发机构、安徽省专精特新企业,授权国际发明专利4项,国家发明专利13项。
中科感知团队并未满足已取得的成绩,因为他们深知农业的复杂性与长期性。在智慧农业这一行干的时间越长,越需要有敬畏心,千难万险,绝非坦途。从2022年开始,团队的博士门躬身入局,在安徽芜湖流转了2000多亩农田,把研发的产品、系统、装备在基地里打磨,完整采集全种植季的数据与样本,一个个人工智能决策模型不断标定、调优,结硬寨,打呆仗。中科感知正坚定不移地从解决方案供应商走向解决方案运营商,持续地为我们的合作客户提供稳定的技术支持与服务,形成长期的合作,最终实现共赢。