以為為中國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心主任、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授以“智能裝備與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展”為演講題目的特邀報(bào)告內(nèi)容(未經(jīng)本人審核)。
李道亮:各位來賓大家上午好!首先非常感謝編委會(huì)給我一個(gè)機(jī)會(huì),昨天晚上才定了這個(gè)題目,今天用半個(gè)小時(shí)的時(shí)間給大家講講。今天的主題是智慧農(nóng)業(yè),智慧農(nóng)業(yè)的核心應(yīng)該是智能裝備,首先給大家說說我為什么要搞智慧農(nóng)業(yè)。
第一個(gè),現(xiàn)在的勞動(dòng)生產(chǎn)率很低,通俗一點(diǎn)來說我們現(xiàn)在中國(guó)的勞動(dòng)力大約是發(fā)達(dá)國(guó)家水平的1/20,反過來說國(guó)外一個(gè)勞動(dòng)力頂我們20個(gè)勞動(dòng)力的產(chǎn)量,這就是一個(gè)基本的概念。第二個(gè),我們中國(guó)一線農(nóng)民的勞動(dòng)成本越來越高,老齡化越來越突出,前兩天我到了東北的齊齊哈爾,這個(gè)地方不是東北發(fā)達(dá)的地區(qū),我問了問鄉(xiāng)鎮(zhèn)黨委書記,現(xiàn)在戶口是中國(guó)農(nóng)民的還在村里住的大約是30%,第二個(gè),在村里的這些人真正從事一線勞動(dòng)的只占10%,90%的人要不就是老人,要不就是孩子,干不了活的,這就是中國(guó)的現(xiàn)狀。還有一個(gè)數(shù)據(jù),一線勞動(dòng)力的平均年齡是55歲,江蘇大約在60歲,中國(guó)大約可能就在55歲左右,45歲以下基本不從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn),就是現(xiàn)在這種生產(chǎn)方式的,給錢也不干這種活,特別是90后和00后,這是一個(gè)本質(zhì)的問題,大家可以考慮這個(gè)問題,再過20年這幫人75歲了,肯定干不動(dòng)了,后邊誰來種田,誰來種菜,誰來養(yǎng)豬,這是擺在我們面前的一個(gè)問題。
再一個(gè)問題,中國(guó)資源利用率只有發(fā)達(dá)國(guó)家的2%,產(chǎn)的產(chǎn)量才是人家的一半,核心也是因?yàn)榧夹g(shù)問題。因?yàn)檫@種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,靠人、靠經(jīng)驗(yàn)、靠天。我們現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境面臨很大的壓力,80%的土壤都面臨不同的污染,什么原因?舉個(gè)例子,現(xiàn)在上化肥,老百姓基本上不知道用多少、用什么,就知道弄上一袋子化肥,撒的越多產(chǎn)量越多,這樣導(dǎo)致長(zhǎng)此以往我們的土地就不好了。再看看全國(guó)的河流、湖泊為什么都污染了,工業(yè)是一個(gè)方面,農(nóng)業(yè)也是一個(gè)方面,一下雨全部進(jìn)河里。
我們現(xiàn)在為什么要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)?農(nóng)產(chǎn)品的成本超出國(guó)際市場(chǎng),沒有一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品是比國(guó)外便宜的。還有一個(gè),我們除了水產(chǎn)品,水果、蔬菜這三類農(nóng)產(chǎn)品是凈出口,其他的產(chǎn)品全部?jī)暨M(jìn)口,大豆80%靠進(jìn)口,不是說不能進(jìn)口,這可以看出來我們農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力沒有了。因?yàn)槲覀儾痪珳?zhǔn)、不高效,環(huán)境面臨污染,我們的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到保障。
敢問路在何方?根本的道路就是這個(gè),機(jī)器代替勞力,一定是未來的本質(zhì),將來人不干活,機(jī)器干活,人看著機(jī)器,機(jī)器工作正常,豬養(yǎng)的很好,菜種的很好,產(chǎn)量極大。說幾個(gè)數(shù)字,發(fā)達(dá)國(guó)家的水平一個(gè)人種一萬畝地,一個(gè)人養(yǎng)一萬頭豬,一個(gè)人生產(chǎn)一千噸魚,一個(gè)人養(yǎng)15萬-20萬只雞,這就是目前發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,機(jī)器代替勞力是未來必然的方向。電腦代替人腦,將來的人沒有多少農(nóng)業(yè)知識(shí)照樣種的很好,依靠電腦。有兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)使機(jī)器精準(zhǔn)化,大數(shù)據(jù)使農(nóng)業(yè)走向智能。
習(xí)總書記說的話是全國(guó)人民智慧的結(jié)晶,“中國(guó)要走新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的道路,薄弱環(huán)節(jié)要農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,農(nóng)業(yè)要現(xiàn)代化的本質(zhì)需要技術(shù)創(chuàng)新”,我覺得有三大技術(shù)創(chuàng)新,第一,生物技術(shù)創(chuàng)新,生物技術(shù)說白了就是育種,比如說西紅柿,中國(guó)一平方米15公斤就很不錯(cuò),國(guó)外是70公斤,咱們一頭牛奶一年產(chǎn)5噸就算非常好的牛奶,國(guó)外是12噸,這就是差距。第二個(gè)是裝備技術(shù),裝備代替勞力,智能裝備。第三個(gè)是信息技術(shù),裝備離了信息什么都不是,內(nèi)燃機(jī)帶著耕地,有多少肥料什么都不知道,更不會(huì)無人駕駛。
中國(guó)的農(nóng)業(yè)將來是要4.0,我這本書下個(gè)月面試。1.0就是用人力續(xù)力經(jīng)驗(yàn),中國(guó)有35%是這種狀態(tài)。2.0是機(jī)器狀態(tài)。3.0就是現(xiàn)在所提到的物聯(lián)網(wǎng),世界最發(fā)達(dá)的國(guó)家也是3.0,還沒有到4.0,智能化農(nóng)業(yè)。4.0就是智能農(nóng)業(yè),從理論上講人可以全面不參與,無人駕駛的機(jī)器,全面實(shí)現(xiàn)智能,這是最高階段,我個(gè)人做了一個(gè)大致的判斷,按70%實(shí)現(xiàn)的話,1.0中國(guó)基本上在80年代左右,70%都是靠牛、靠馬、靠人,80年代承包責(zé)任到戶的時(shí)候是2.0,到2020年,農(nóng)業(yè)機(jī)械化綜合水平是65%,再過三年差不多70%,2020年中國(guó)完成2.0,2020-2050,中國(guó)一百年夢(mèng)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候,30年之后現(xiàn)在這幫干活的45的75歲也干不到了,那時(shí)候中國(guó)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化3.0,什么時(shí)候4.0?可能到2080年左右了,在座的各位包括我都看不見了。
第二個(gè)講一下智能裝備。什么叫智能裝備?傳統(tǒng)的裝備讓它各種作業(yè)都在線化、數(shù)據(jù)化。智能裝備有幾個(gè)技術(shù)支撐,不提傳統(tǒng)的裝備技術(shù)了,因?yàn)樗悄芑脑捰兴膫€(gè)技術(shù),第一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng),附物體于身份、通訊方式、思想,這個(gè)技術(shù)就叫物聯(lián)網(wǎng);第二位是大數(shù)據(jù),就是把各種作業(yè)的數(shù)據(jù)都統(tǒng)計(jì)上來,使機(jī)器按照最優(yōu)化的狀態(tài)進(jìn)行工作,所有的計(jì)算不能在拖拉機(jī)上,太慢,所以都在云端。第三位是人工智能,機(jī)器所有的作業(yè)都是它自己自主完成,機(jī)器和機(jī)器之間的通訊也是自主的,到那個(gè)時(shí)代的時(shí)候真正實(shí)現(xiàn)智能裝備。都是無人駕駛汽車的時(shí)候,車與車之間是互相通訊的,有的人開,有的是無人的這個(gè)容易出事。后面就是各種裝備用到大田、用到家禽養(yǎng)殖、設(shè)置、水產(chǎn)、果園,這樣的裝備就是智能裝備。
下面播放一點(diǎn)照片,給大家看看所有的智能裝備是怎么支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)一定是智能裝備支撐下的農(nóng)業(yè),在這樣的農(nóng)業(yè)狀態(tài)下,一定是生產(chǎn)過程裝備化,不再靠人。第二個(gè),一定是集約化、規(guī)?;?。第三個(gè)就是所有的作業(yè)都是數(shù)字化的,現(xiàn)在農(nóng)機(jī)化就不是數(shù)字化的,如果農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,農(nóng)業(yè)部的糧食數(shù)據(jù)就是精準(zhǔn)的,如果拖拉機(jī)過去播種面積、耕地面積、產(chǎn)量,所有的都自動(dòng)上報(bào),自動(dòng)就出來了,機(jī)器說這么多是這么多,我們以后應(yīng)該更相信機(jī)器。
我是中歐農(nóng)業(yè)中心的主任,每年我們中心一定要組織中國(guó)的企業(yè)家、學(xué)者到歐洲看他們的現(xiàn)代農(nóng)業(yè),這是一個(gè)農(nóng)場(chǎng)主,他種了100畝的溫室,一平方米的產(chǎn)量35公斤,大部分作業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,他腳底下踩的東西就是收獲辣椒,把每一個(gè)小車都編號(hào),每一個(gè)工人往小車上一刷,這個(gè)車是誰摘的,一天摘了多少,都是自動(dòng)記載的。小車底下,小車可以自動(dòng)的過去,每天摘了之后送過去也需要很長(zhǎng)時(shí)間,為了解決這個(gè)問題,地下埋一個(gè)光纜,有一個(gè)波,按照波長(zhǎng)走,到了它自己再回來。無土栽培,跟土沒有關(guān)系,人是管不了的。下面藍(lán)色的是一個(gè)發(fā)電機(jī),有三個(gè)功能,第一是燒天然氣提供二氧化碳,來調(diào)辣椒的濃度;第二個(gè)燒熱水來調(diào)溫室的溫度,跟冬天的暖氣一樣,第三個(gè)發(fā)電這個(gè)東西發(fā)了電直接給公網(wǎng),七年的時(shí)間把整個(gè)的成本收回,設(shè)計(jì)年限是30年,還有23年的時(shí)間可以掙錢。它核心的思路關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)里邊的模型,辣椒生長(zhǎng)的模型,通過控制裝備使辣椒永遠(yuǎn)生活在最佳的環(huán)境下,達(dá)到最高的產(chǎn)量,剛才那個(gè)東西功能特別多,中國(guó)的辣椒長(zhǎng)到1.5-1.7就很高了,它長(zhǎng)到6米,中國(guó)收獲辣椒的時(shí)間是1個(gè)月,它是九個(gè)月,品種技術(shù)、栽培技術(shù)、裝備技術(shù)一個(gè)完整的融合。
這個(gè)小車是無人駕駛,它底下有一個(gè)線,右下角是一個(gè)白色的線,起關(guān)鍵的作用。這個(gè)小車車與車之間是可以通信的,這就是分選機(jī)。辣椒都是分級(jí)的,下來之后一進(jìn)篩選機(jī),多長(zhǎng)、多重,是紅外測(cè)的裝置,讓它保障出來的都是一樣,歐洲沒有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)不了超市,成千上萬的農(nóng)場(chǎng)主都進(jìn)超市,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)到了超市以后就混了,必須在這個(gè)階段打碼、包裝一系列的工作。這是它的流水線,沒有人,差不多一噸一個(gè)包裝全部自動(dòng)化。
這是我去了某個(gè)大學(xué),有18個(gè)溫室,看看哪個(gè)溫室的辣椒產(chǎn)量最高。這是西紅柿的溫室,同時(shí)也是一個(gè)養(yǎng)魚場(chǎng),桌子上是西紅柿,旁邊是一溝魚,給西紅柿形成一個(gè)立體的循環(huán),一平方米西紅柿60-70公斤,一年的高度長(zhǎng)12米,魚是一平方米水體,大約是90公斤魚,這就是一個(gè)溫室里面的產(chǎn)量。從這個(gè)理論上講中國(guó)的土地足以能養(yǎng)活大量的人口,主要還是技術(shù)不夠。這是玫瑰,看著的是長(zhǎng)在土里面,跟土沒有任何關(guān)系,玫瑰是帶刺的,不能澆水,也不能收獲,他們采取了一個(gè)收獲,每一排機(jī)器人不動(dòng),有兩個(gè)攝象頭,往下拍個(gè)照片,判斷花苞的大小和顏色,夠了就把它剪了,就在這是機(jī)器人它不動(dòng),每一排過來,每天都這么檢一次,從這就看出來玫瑰和土沒有什么關(guān)系,離土半米多高,跟打點(diǎn)滴一樣,一天兩次,水肥也是一樣,這么大一個(gè)機(jī)器,這就是水,國(guó)外花、菜、果、水和肥都是一體化的,配好的,所以不缺營(yíng)養(yǎng)。它每天在這過一次,是這種方式,然后分選,分級(jí),不同的大小,不同的價(jià)格。那么大一個(gè)溫室,只有這個(gè)地方有水和肥,這是一個(gè)給水肥的照片,我看的時(shí)候兩盆花緊挨著,有的給有的不給,有的花還不夠上市的規(guī)格,這個(gè)稈一撥就到這邊了,它就得上市了。這就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),給它通信,思想。大家看這個(gè)地方,這是一個(gè)照相室,每一盆花每天都要在這里過一遍,這里面有兩個(gè)照相機(jī),這就是剛才說的身份。在照相室照兩個(gè)照相,側(cè)面看判斷高度,從上面往下照判斷紅色的面積,寫到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)里面,兩個(gè)同時(shí)滿足上市,如果不滿足就轉(zhuǎn)回去了。差不多接近150畝的溫室只有4個(gè)人,50多萬盆花4個(gè)人管,這四個(gè)人干什么呢?就干這點(diǎn)活,也很簡(jiǎn)單,不累,花走的時(shí)候托得留下,信息不能拿走,信息在這一掃進(jìn)這里邊,這個(gè)里邊打個(gè)碼再貼到花上,所以說只有四個(gè)人。這個(gè)人是帶我們參觀的人,他們就四個(gè)人,四個(gè)人管50萬盆花。
每一盆上的花,到時(shí)候把所有的信息都會(huì)放到這里面,到拍賣市場(chǎng),只要一過這個(gè)門,大屏幕上就顯示花的信息,這些人是超市購(gòu)花的采購(gòu)員,采購(gòu)員根據(jù)有幾十萬盆花,買不買,買多少盆,他就可以直接的點(diǎn)購(gòu),錢就支付了,這個(gè)也是完全自動(dòng)化的,沒有人,上千個(gè)車誰來拉,沒有人拉。所以核心就是什么呢,夫妻兩個(gè)人養(yǎng)了15000頭豬,主要是丈夫在做,一萬五千頭豬,分了三類豬,母豬、仔豬、育肥豬,吃什么,一天吃多少,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的給料,精準(zhǔn)的長(zhǎng)肉,精準(zhǔn)的屠宰,長(zhǎng)不了多少肉了就把你干掉。它是大數(shù)據(jù)的計(jì)算。這是爺倆兒,兩個(gè)人養(yǎng)了120個(gè)魚塘,一平方米的產(chǎn)量是40公斤,兩個(gè)人養(yǎng)兩千噸的魚。
這是夫妻兩個(gè)人養(yǎng)了五個(gè)網(wǎng)箱,一年產(chǎn)五千噸三文魚,這個(gè)網(wǎng)箱的直徑是50米,深度是50米,魚苗小的時(shí)候在岸上無人值守的養(yǎng)魚,核心技術(shù)就是靠投餌自動(dòng)化。核心就是魚苗小的時(shí)候水質(zhì)投餌的自動(dòng)精準(zhǔn)控制,魚大了之后,網(wǎng)箱里面也是精準(zhǔn)投位,一千噸魚在里邊,按中國(guó)人來說得端多少盆子。這是夫妻兩個(gè)人養(yǎng)兩百頭牛奶,實(shí)際上是兩個(gè)機(jī)器人在干,一個(gè)機(jī)器人一天擠100頭牛奶。我在2007年去的時(shí)候,包括中國(guó)現(xiàn)在自動(dòng)擠奶器是人安裝上的,它這個(gè)是機(jī)器安的,一般在5秒鐘左右,大致的定位以后很快的就裝上了,裝上了之后清洗,清洗之后擠。
核心機(jī)理就是牛的耳朵或者脖子上掛一個(gè)身份,它一進(jìn)這個(gè)擠奶器就知道它是哪兒的,應(yīng)該擠多少奶,如果擠著擠著沒有了,它馬上就脫落,如果這個(gè)數(shù)跟常規(guī)的數(shù)差距一大,這個(gè)牛奶就有病了,總而言之這個(gè)是非常高效的,并且省了大量的勞力。夫妻兩個(gè)人養(yǎng)了14萬只雞,一天下14萬個(gè)雞蛋,就是一棟房子,24排,一排8層,一層三個(gè)傳送帶,一層是傳送食物的,糞便的。
雞蛋打成包裝的過程中不需要人參與,機(jī)器速度非???,弄成這樣沒有參與,打碼,機(jī)器非常好,這個(gè)流水線我覺得很神奇,排的非常整齊,一定是尖朝下,粗的朝上,動(dòng)力學(xué)原理一甩,正好放上去。到這里也是機(jī)械的,這是控制系統(tǒng),一樣的溫度、濕度、氨氣,吃多少食,下蛋多少,這是糞便的處理。
從這些圖來給大家講一個(gè)故事,信息技術(shù)、裝備技術(shù)深度結(jié)合,變成了無人值守的養(yǎng)殖技術(shù),產(chǎn)生了極大的產(chǎn)量,沒有污染,也安全。
五分鐘的時(shí)間給大家講講物聯(lián)網(wǎng),是一個(gè)很重要的技術(shù)。第二個(gè)是大數(shù)據(jù),養(yǎng)豬、養(yǎng)雞,不管干什么,都是在大數(shù)據(jù)里面尋優(yōu)以后實(shí)現(xiàn)最佳的控制。這是農(nóng)機(jī)的一些作業(yè),還有一個(gè)現(xiàn)在歐洲日本在嘗試,辣椒還是人在栽,這個(gè)是機(jī)器人,全部機(jī)器化了,現(xiàn)在機(jī)器人還趕不上它,速度、效率、準(zhǔn)確性還不行,剛才點(diǎn)到的幾個(gè)技術(shù)都是未來重要的方向。
只要能把一個(gè)作業(yè)換成按程序來的,都可以讓機(jī)器人來干,怎么樣把比較復(fù)雜的農(nóng)業(yè)變得程序化,這就是我們未來的方向。還有一塊是水下的,地上的都沒有問題,水底下的確實(shí)要機(jī)器人,海洋牧場(chǎng)里邊都是在20米深以下,高手潛水15米到極限了,這種情況下機(jī)器人會(huì)用的多一點(diǎn)。
再說一點(diǎn)問題,技術(shù)不太成熟,雖然今天看各種會(huì)場(chǎng)都在搞,國(guó)外更先進(jìn)一點(diǎn),中國(guó)發(fā)展農(nóng)業(yè)智能裝備在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)方面都在前進(jìn),但是還不成熟。第二個(gè),我們有航天工業(yè)、高鐵產(chǎn)業(yè),但是我們農(nóng)業(yè)的裝備產(chǎn)業(yè)比較薄弱,拖拉機(jī)可以,為什么說中國(guó)進(jìn)入2.0了呢?農(nóng)機(jī)都沒有問題,但是這些農(nóng)機(jī)不是數(shù)字化和智能化的,其它的裝備,養(yǎng)魚的、種菜的都離數(shù)字化比較遠(yuǎn),如果華為進(jìn)軍農(nóng)業(yè)裝備市場(chǎng),我覺得中國(guó)農(nóng)業(yè)的智能春天很近了,但是華為看不上。我們現(xiàn)在的裝備成本都比較高,45到75歲之間的農(nóng)民數(shù)量還足夠大,還足以應(yīng)付現(xiàn)在,20年以后肯定應(yīng)付不了了,再給我們20年,還我們一個(gè)偉大的中國(guó)。20年之后達(dá)到這樣的狀態(tài)應(yīng)該不是問題。
主要策略,必須推進(jìn)農(nóng)業(yè)的規(guī)?;⒔M織化、品牌化。第二個(gè),加快信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,在座的各位都是同行,我們有責(zé)任、有義務(wù),中國(guó)的農(nóng)業(yè)不強(qiáng),中國(guó)就不會(huì)強(qiáng),中國(guó)夢(mèng)也就不能實(shí)現(xiàn)。第三個(gè)是政府搭臺(tái),企業(yè)是主體,高校科研院所承擔(dān)著培養(yǎng)人才的任務(wù),這樣有人、有技術(shù)、有市場(chǎng)這個(gè)事情才能辦成。
我喜歡用毛主席的一句話,我是他的鐵桿粉絲,這個(gè)事業(yè),智能農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè),雄關(guān)漫道真如鐵,長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí),直掛云帆濟(jì)滄海。這是胡錦濤總書記的,讓我們?nèi)f眾一心眾志成城,開拓進(jìn)取攜手共進(jìn),為智能裝備推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn),謝謝大家!
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