
6月15日,在WGDC2018大會上,中國工程院院士汪懋華院士就智慧農(nóng)業(yè)發(fā)表了專題演講,以下為演講實錄(未經(jīng)本人確認)。
汪懋華:
各位朋友、各位專家、各位企業(yè)界的朋友,非常高興今天來參加這次WGDC2018大會智慧農(nóng)業(yè)高峰論壇。
我是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的工程院士,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)自1995年,過去隸屬于農(nóng)業(yè)部。1995年北京兩所國家農(nóng)業(yè)重點大學(xué),一個是北京農(nóng)業(yè)大學(xué),一個是北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)。主要做現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)工程科學(xué)技術(shù),用現(xiàn)代的工程裝備,和現(xiàn)代的信息技術(shù)支持農(nóng)業(yè)的發(fā)展,命名為北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué),也是屬于我國重點的農(nóng)業(yè)大學(xué)之一。
我本人在這個時間點工作,已經(jīng)半個世紀了,一直從事于農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)和信息科技技術(shù),怎么樣利用新一代信息技術(shù)支持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究工作。我們學(xué)院在培養(yǎng)研究生教學(xué)是在信息與電氣工程學(xué)院。另外,在教育部現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)研究,是教育部部署的重點實驗室。還有一個農(nóng)業(yè)部部署的信息實驗室,重點在這兩個實驗室做農(nóng)業(yè)工作和技術(shù)研究。
今天根據(jù)主題,我想到關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)釋義與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的思考。
前面介紹釋義方面的問題,第二個是信息科技與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展進入新時代,談一談我們怎么樣把握信息科學(xué)技術(shù)跨時代的特征和促進產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢。
第三,談過去二三十年國內(nèi)做的精細農(nóng)業(yè)的研究,精細農(nóng)業(yè)的實踐助推智慧農(nóng)業(yè)體系發(fā)展。
最后,智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展思考。
近幾年來,“智慧”一詞被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟社會發(fā)展研究的眾多領(lǐng)域,大家聽到智慧城市、智慧能源、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧環(huán)保、智慧農(nóng)業(yè)。首先要提到1998年美國克林頓總統(tǒng)在加州第一次提出了數(shù)字地球的概念,和2008年世界金融危機后期,IBM公司向奧巴馬提出了建設(shè)智慧地球,其實是智慧星球(Smart Planet)的建議。隨著信息技術(shù)發(fā)展,我們可以利用信息技術(shù)更透徹感知互聯(lián)互通,在這種信息技術(shù)下,更好的運用科技動力,推進世界的智慧進程。
智慧在任何系統(tǒng)都可以實現(xiàn)數(shù)字量化和互聯(lián),使人們能夠做出智慧的判斷和處理。
發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),被列入我國“十三五”推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化重大工程,國家“十三五”提出了現(xiàn)代種業(yè)、建設(shè)農(nóng)業(yè)機械化、智慧農(nóng)業(yè),這作為“十三五”推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化八大重大工程之一。
中國工程院經(jīng)常會做一些為國家、為國務(wù)院提供發(fā)展戰(zhàn)略的研究,其中提出“互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃”,已經(jīng)完成了一期建設(shè)項目。第二期關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃”的研究,到2035年會取得技術(shù)路線和研究目標。
這個項目研究分成總體課題組,下面七個課題分成七個課題組從事專門研究。
例如基礎(chǔ)支撐、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧能源、智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧環(huán)保,都把智慧當作是我們國家戰(zhàn)略里面重點的研究。
我想談的是智慧農(nóng)業(yè),十七大就提出:信息化帶動工業(yè)化,工業(yè)化促進信息化。十八大提出:新興工業(yè)化與新興信息化融合發(fā)展,提出信息化與工業(yè)化深度的融合發(fā)展,我覺得推進信息化,就應(yīng)該是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要目標。
十九大以后,中央提出了實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化提供系統(tǒng)的實施方案之一。
十九大主席報告里面提到,盡管經(jīng)濟、社會、農(nóng)業(yè)都有比較好的發(fā)展,但我們還是一個發(fā)展中國家,還是一個新興經(jīng)濟體,我們有長遠的目標,但是要腳踏實地一步一步推動著國家的發(fā)展。
在研究國家的科技創(chuàng)新、支持國家現(xiàn)代發(fā)展方面,要著力于解決農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展不平衡、不充分的矛盾。要把科技創(chuàng)新、新一代信息技術(shù)跟產(chǎn)業(yè)變革融合發(fā)展方面,面對了一些問題,要理解這些問題,要解決這些問題,推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。
大家都在談智慧,再加上人工智能“智能”兩個字,我覺得要特別注意不能把智能和智慧兩個詞匯混淆起來。有人把Smart也稱之為智能,它不符合本身科學(xué)的道理,我是這樣的理解。
信息科技與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展進入新時代。我們要研究當前處于什么樣的時代?數(shù)字科技、大數(shù)據(jù)進入新時代。201年7月27日國務(wù)院正式發(fā)布了《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,這是一個綱領(lǐng)性的文件,提出:沒有信息化就沒有現(xiàn)代化,信息化進入全面滲透、跨界融合、加速創(chuàng)新、引領(lǐng)發(fā)展的新階段。誰在信息化占據(jù)制高點,誰就能掌握先機、贏得優(yōu)勢、贏得安全、贏得未來。國家提到這樣的高度,我們產(chǎn)業(yè)界的朋友都要理解和學(xué)習(xí)、把握《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》。
《綱要》里提出:至2020年,信息核心關(guān)鍵技術(shù)部分領(lǐng)域要達到國際先進水平,重點行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯的發(fā)展。2025年,新一代信息通信技術(shù)得到及時應(yīng)用,根本解決核心關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面。《綱要》的21條,就談到推進信息化和工業(yè)化深度融合,加快實施《工業(yè)制造2025》,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展。
《綱要》第22條:要推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,把信息化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化制高點。
我們回顧一下過去半個多世紀以來,沒有哪一項農(nóng)業(yè)技術(shù)能夠像信息科技發(fā)展那樣,深刻廣泛的引領(lǐng)著人們認識世界、改變世界,和推進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的能力。
從1946年第一臺計算機出現(xiàn),計算機以3-7年性能提高十倍、計算成本降低十倍、可靠性提高十倍、體積縮小十倍地發(fā)展。多數(shù)萬年才能完成的計算變成不到一天就能完成,使許多不可能的應(yīng)用成為可能,導(dǎo)致了巨大的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和社會各領(lǐng)域的革命。
2013年-2015年,中國“天河2號”超級計算機在每半年一次的全球超算500強評比中,實現(xiàn)了“六連冠”。
2016年6月20日,中國“神威·太湖之光”又取代了“天河2號”,登上榜首至今“四連冠”。它使用中國自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片。
剛才我講計算機和計算模式,每15年發(fā)生一次重大的變革,這也是一個規(guī)律,所謂15周年的計算模式變革。從大型計算1950再到小型計算機1965,到1980年的微型計算機,又到1995年的桌面互聯(lián),最后到2010年新一代的ICT。到了現(xiàn)在以互聯(lián)網(wǎng)為中心、云計算、大數(shù)據(jù)新一代的發(fā)展。
數(shù)據(jù)移動通信技術(shù)快速更新?lián)Q代,1G、2G、3G、4G、5G,1982年問世,那個時候手機只能打電話。到了2G,開始有數(shù)字化、短信。到3G可以接收視頻信息、圖像。到了4G,高清視頻?,F(xiàn)在馬上5G啟動,5G將會實現(xiàn)萬物互聯(lián)的時代。我們國家從2G跟著走,一直到4G走在世界前列。到了5G,我們也成為全世界領(lǐng)先的國家。5G是新一代寬帶移動通信的發(fā)展方向,它帶來的將不僅是網(wǎng)速的提升,毫秒級的時延和每平方公里百萬個連接等,而是真正實現(xiàn)了萬物互聯(lián)和大容量實時傳輸?shù)臅r代。日前國際標準組織公布:我們國家在5G國際標準于2018年6月正式公布,這對于我們5G的發(fā)展帶來很大的機遇。
“感移云大”,成為信息技術(shù)新時代的特征。首先要互聯(lián),外界要先有感知。
然后“移動”,1G到5G,一個云計算這么多的感知數(shù)據(jù)集中到云平臺中管理起來,云平臺可以提供服務(wù)。最后到云平臺的數(shù)據(jù)越來越集中,數(shù)據(jù)越來越龐大,因此可以在云平臺當中獲得大數(shù)據(jù),提高認知。下一步的人工智能時代,就是以大數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)。通過大數(shù)據(jù)的深度計算,來模仿人腦思維。以軟件為代表的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),正在驅(qū)動數(shù)字經(jīng)濟等新業(yè)態(tài)快速成長。軟件正在重構(gòu)生產(chǎn)模式、組織體系、資源配置方式,孕育新的產(chǎn)品生態(tài)。當前無處不在的軟件世界,正開啟著信息經(jīng)濟的新模式。
互聯(lián)網(wǎng)已逐步成為信息時代人類社會發(fā)展的戰(zhàn)略性。到去年年末網(wǎng)民7.72億戶,普及率55.8%,超過全球平均水平4個百分點。手機超過人口的一半以上,電話用戶16.1億戶,每人不止一部電話。移動電話超過全國總?cè)丝?,移動電話達14.2億戶,這是信息科技的手段、互聯(lián)的手段,我們國家走在最前面。
2017年11月末,中國國辦印發(fā)了《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃》。提出2025年我國IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模達到世界第一。全面完成向下一代互聯(lián)網(wǎng)的平滑演進,2018年將是中國IPv6大規(guī)模應(yīng)用的元年。過去我們應(yīng)用的是IPV4,那是美國搞的,這對于我們的網(wǎng)絡(luò)安全、經(jīng)濟安全、社會安全都是嚴峻的挑戰(zhàn)。
我們國家在IPV6有128位的二進制,可以想象有無限多的IP地址。中國已經(jīng)開始啟動IPV6研究工作七八年以上,我們在推動IPV6的進程,中國處于世界前沿隊伍里面。用了IPV6,我想在座每一位同志,都有自己的IP地址,你的網(wǎng)絡(luò)速度和存儲速度都可以顯著提高。
IT正向DT新時代的演進,計算機科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的融合。互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的成熟,互聯(lián)網(wǎng)、云計算概念的落地,大數(shù)據(jù)又成為信息科技與應(yīng)用創(chuàng)新的熱點話題。
大數(shù)據(jù)科學(xué)作為新一代信息技術(shù)革命的后起之秀,將引領(lǐng)科學(xué)認知世界、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式、商業(yè)經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變和社會公共管理等重要變革。要從戰(zhàn)略上重視大數(shù)據(jù)的開發(fā)利用,把它作為推動經(jīng)濟發(fā)展和社會公共管理有力抓手。
我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模位居全球第二,2017年達27.2萬,占GDP的比重達到32.9%。數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟深度融合,有力促進了供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。
最后一節(jié),我們談信息化。什么叫信息化?不要把信息技術(shù)跟信息化等同起來,信息化是重復(fù)利用信息技術(shù),開發(fā)利用信息資源,促進信息交流和知識共享,提高經(jīng)濟增長質(zhì)量,推動經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型發(fā)展的歷史過程。
信息化的發(fā)展是從數(shù)字化開始的,逐步向網(wǎng)絡(luò)化、泛在化、智慧化、智能化發(fā)展的一個過程,具有明顯的階段性特征。信息化要有數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)有了之后要快速傳輸,傳輸之后把數(shù)據(jù)集中到云平臺中去,云平臺提供服務(wù)。通過這些信息,利用產(chǎn)業(yè)的智慧融合起來,還是用腦袋處理的事情。你擁有數(shù)據(jù)能解決什么問題?你面臨的問題理不理解?這都需要智慧。你沒有這種智慧的理解,沒有對客觀解決問題對象的理解,你怎么樣去應(yīng)用信息化?因此,我覺得信息化是通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、泛在化、智慧化進一步向智能化發(fā)展。
我們推動精細農(nóng)業(yè)實踐助推智慧農(nóng)業(yè)體系發(fā)展,要掌握好信息科學(xué)發(fā)展的態(tài)勢。
大家都知道中華民族有五千多年的農(nóng)耕,自古以來精明的農(nóng)民孜孜以求的就是基于信息和經(jīng)驗的提煉知識,憑知識謀劃決策。實際上腦袋是CPU,用眼睛獲取信息,然后存在腦袋里面。然后耕地怎么走?是施肥、施藥,會很精細、很仔細的施到根部去。首先要有數(shù)據(jù)CPU,然后分成信息,這個信息強要用腦袋的智慧進行農(nóng)耕。
新一代信息技術(shù),基于信息和知識管理復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),要基于農(nóng)田空間差異性信息的精細農(nóng)作管理;由經(jīng)驗型、定性化為主的粗放型農(nóng)業(yè),向精細化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。
海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后,GPS產(chǎn)生很大的民用化,推動了Precision Agriculture應(yīng)用研究的發(fā)展。
像這塊地,不是一塊地里面怎么樣施肥,是不同的地方肥料情況不一樣,缺什么不知道。它是你缺什么我給你補什么。
在中國1994年初,我國農(nóng)業(yè)工程科技界就開始研究海外發(fā)達國家Precision Agriculture技術(shù)的早期實踐。海外Precision Agriculture機械裝備技術(shù)產(chǎn)品提供商,開始探索中國巨大的市場需求潛力。
國內(nèi)研發(fā)機構(gòu)積極到發(fā)達國家開展技術(shù)考察和交流。迅速建立了一批Precision Agriculture機構(gòu)和輸出實踐經(jīng)驗,支持Precision Agriculture實踐的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備快速發(fā)展,搞Precision Agriculture要有定位,到目前為止四大品牌GPS系統(tǒng),實現(xiàn)差異性的農(nóng)作耕種。
GPS農(nóng)機方面裝備的電子系統(tǒng),拖拉機駕駛用了很多電子的屏幕,你怎么操作,駕駛艙里面就有電子屏幕了,用了這個東西都可以了解作業(yè)正不正常,構(gòu)建了拖拉機農(nóng)業(yè)機械的高速公路。高速公路要建立統(tǒng)一的國際標準,1997年德國的標準我都參加了,后來形成了ISO國際標準。
整個拖拉機農(nóng)業(yè)機械的標準有七個大部分,都是搞標準化工作,對于技術(shù)創(chuàng)新非常重要。
信息技術(shù)的發(fā)展推動了產(chǎn)業(yè)變革,農(nóng)業(yè)制造業(yè)角度開發(fā)了很多的新技術(shù)、新裝備,開發(fā)以后賣給農(nóng)戶用的,和機械組織用的,農(nóng)民用得好還是不好,農(nóng)民用你這個設(shè)備能賺錢嗎?如果農(nóng)民用你這個設(shè)備賺錢效益更高,農(nóng)民也喜歡。因此,在2011年美國做了調(diào)查報告,英國皇家協(xié)會也有調(diào)查,當時他們的結(jié)論在過去精細農(nóng)業(yè)早期實驗里面,從技術(shù)角度,要解決農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化系統(tǒng),讓農(nóng)戶用著有效益,讓農(nóng)戶愿意應(yīng)用。我們搞智慧農(nóng)業(yè)把產(chǎn)業(yè)搞上去,不只是技術(shù)問題,經(jīng)濟效益問題,你技術(shù)能不能為農(nóng)業(yè)用戶操作、使用,能不能幫助農(nóng)戶賺錢,它里面包含經(jīng)濟系統(tǒng)、效益系統(tǒng)。
終端用戶需要高新技術(shù)能解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效。
前一段時間密西根萊克教授做了一個報告,說我們面對的是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的問題,工程絕不僅僅是科學(xué)的簡單應(yīng)用和堆砌。工程除了要懂得基礎(chǔ)科學(xué)的基本原理,理論和方法之外,還必須善于處理好科學(xué)要素、技術(shù)要素、經(jīng)濟要素、管理要素、社會要素、環(huán)境要素等多要素的集成、選擇和優(yōu)化。
所以,Precisio與Production必須要理解好Precisio的理念,才能使用好工具。
什么叫智慧農(nóng)業(yè)?推進新一代信息科技與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化深度融合發(fā)展。把新一代信息技術(shù)促進產(chǎn)業(yè)變革,知識要搞,技術(shù)要搞,把它跟農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化深度融合發(fā)展起來。人口增長、資源制約和環(huán)境惡化,凡是能有效提高農(nóng)業(yè)土、水、肥、藥、光、熱資源利用率和生態(tài)環(huán)境保護的技術(shù),都將成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的新熱點。
基于信息和智慧管理的農(nóng)業(yè)系統(tǒng),促進農(nóng)業(yè)、農(nóng)村信息化,推進數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化、智能化,轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展,提高土地產(chǎn)出率,資源利用率和勞動生產(chǎn)率。
中國已經(jīng)進入了信息經(jīng)濟引領(lǐng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新時代。
推動信息科技與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)變革深度融合發(fā)展,需要我們具有智慧,把握信息科技發(fā)展態(tài)勢和提高我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化科技創(chuàng)新能力。
要對我國進入新時代、新征程農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的智慧認識。
要對農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展不平衡、不充分的問題有智慧認識和理解,要研究問題導(dǎo)向。你不管不問,究竟要用什么占領(lǐng)市場,才能為百姓、為農(nóng)村、為農(nóng)民、為消費者帶來效益。搞智慧農(nóng)業(yè)不但要有信息技術(shù)的知識,還要具備生物系統(tǒng)工程相關(guān)領(lǐng)域良好的知識基礎(chǔ)和知識理解,具有善于和相關(guān)分支學(xué)科團隊協(xié)同創(chuàng)新的智慧。
要圍繞“實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”,加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化國家第一要務(wù),中央馬上要公布關(guān)于國家實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的文件,讓我國智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展研究與實踐。要做到產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、生活幸福等。
要關(guān)注新一代人工智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)展研究,贏得農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展新未來。我們周圍出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)、超級計算、可穿戴設(shè)備、云計算、搜索引擎,以及由這些設(shè)備傳輸出來的大數(shù)據(jù)。對大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)已經(jīng)出現(xiàn),基于網(wǎng)絡(luò)的群體智能已經(jīng)萌芽,人機一體化的混合智能越來越多地出現(xiàn),聽覺、視覺、味覺之間跨媒體推理已經(jīng)興起;無人系統(tǒng)快速發(fā)展,中國新一代人工智能的重點方向是研究大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨媒體智能、人機混合增強智能、自助的智能系統(tǒng),并優(yōu)先在各領(lǐng)域應(yīng)用推進創(chuàng)新研究。
我們在談到這個事情上,注意AI在農(nóng)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展研究的主要問題:
對人工智能發(fā)展熱潮要有冷思考。人工智能還處于發(fā)展的初級階段,需要有模擬、延伸和擴大人工智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。苦練基本功,研究行業(yè)具備人工智能的核心機器,在頂層設(shè)計方面優(yōu)先定制人工智能在農(nóng)業(yè)裝備制造和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、管理決策相關(guān)的應(yīng)用創(chuàng)新研究規(guī)劃。
推進農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究。要有高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ),模擬人腦智慧的先進算法,強大的深度算法能力和高水準計算平臺。
創(chuàng)新驅(qū)動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展。要認真研究農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的現(xiàn)實,要突出強化問題意識,堅持問題導(dǎo)向的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展研究。
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