2019被人们称为5G元年,许多行业即将被5G颠覆,农业也不例外。5G能为中国农业现代化带来什么?一言以概之:5G农业实质意义上的技术变革集中体现在物联网+AI上,可为物联网+AI的规模化商用提供超高速通道!
真正的万物互联是怎样的?
5G,聚焦于增强移动宽带、海量连接物联网、垂直行业应用等领域的第五代移动通信技术,拥有极高速率、超大容量和极低延时性3大特性。
我们目前能想象到的是,5G时代物联网“万物互联”的特性彻底被解放,传感器的种类和数量将快速激增并被实现普遍化商用,无论是农业种植、畜牧还是水产领域,物联网等应用设备都将成熟落地,现代农业的自动化、信息化、智能化水平显著提升,为农业生产管理效率的提高、农产品质量产量的提升等提供巨大的帮助。
比如由于延时短了,农业机械操作的精准度和效率得到大幅度提高,从而降低人力成本;作物生理监测和土壤微量元素等检测工具可实时监测并实时获得数据,作物的生长状态和所需营养、水分均一目了然。
无人农机
今年1月19日,福建一名外科医生利用5G技术实施了全球首例远程外科手术,成功切除了一只实验动物的肝脏,延时只有0.1秒。将来,农户也能真正解放自己的双手,远程就能精细化管理自家农田,更轻松地赚钱。
AI农业的真正实现靠5G?
AI农业是智慧农业的高级体现,依赖海量的数据作为深度学习和分析支撑。
5G时代,农业生产管理的气象、土壤、环境监测、病虫害、农事规划等数据,以及农产品流向消费者等环节的数据,都会呈现大爆发,为AI深度学习、机器学习等提供全方位的数据基础。再综合农业物联网,AI农业带来的效能不可估量,起码农业生产者最期待的气象灾害预警、病虫害预警、产量精准预测、农产品售价与渠道、农产品增产提质等有了直观可信的保障。
这里不得不提5G还支持网络切片和边缘计算两大能力,前者可划分出多个虚拟网络灵活应对丰富的应用场景,后者则把数据资料的处理、应用程序的运行、甚至功能服务的实现,由网络中心下放到网络边缘的节点上,再将分析结果集中上传到核心管理平台,保持核心管理平台的敏捷性、实时性、安全和隐私性等。
5G农业的应用场景
1、智能种地
5G成熟落地的时代,农场种植技术、管理等都将实现精细化、精准化、智能化,农业生产所需的对自然环境不友好的资源将越来越少,无人化农场的场景将有望实现。
以农业机器人为例,当前实现推广的很大一个限制,就是农业机器人目前尚难以适应户外农业无法预测的应用场景,以及无法规避对人产生的安全隐患。当人与物、物与物之间沟通的通道借助5G打开,机器相当于拥有了智慧的大脑,能在耕地的时候自动监测土壤健康状况并实时上传数据给终端分析,能在快速采摘果蔬的同时按等级标准进行分类标识……是不是很炫酷?
美国加州Abundant Robotics 公司的农业机器人
届时,农业种植过程还将通过实时的图像、数据等公开化,消费者能通过VR等方式身临其境地感受自己食用的农产品从选种、播种、开花到收获的过程,突破信任壁垒。
这也是大气候一直努力实现的终极场景之一。将来在5G的强大支撑下,大气候的产品线将实现全面升级,产品研发不断丰富的同时,能够实现设备实时、高速联动。
2、智慧牧场
目前,英国已将5G覆盖至多个农村地区。为解决大规模农场人力难以监管等问题,他们最近发布了「5G RuralFirst」智慧牧场物联网计划,利用5G网络并安装腿部传感器和项圈在母牛身上,了解牛的实时信息,用户只要透过智能手机,下载相应的App就可监控母牛状态。
事实上,我国不少牧区已经实现类似的远程监管。当搭上5G的“快车”,除了监管便利,牲畜的育种选择、生长状况、饮食优化、疫情预防等信息不仅能第一时间被农场主掌握,每个品种均能根据牧场实际情况生成最佳的饲养模型。
3、智慧水产
水产养殖中,溶解氧、PH、水温、ORP、氨氮、亚硝酸盐等环境指标直接关乎鱼虾的生死。在5G时代,通过在水中铺设智能物联网等设备,养殖户可实时获取水质分析、设备运行状态、鱼虾健康状况、产量预测、养殖风险等情况,从而提高养殖产量和防控病害,保持良好的水产养殖环境,构建起可持续循环的生态系统。
5G目前存在的困境
5G技术目前面临着以下难点:一是需降功耗(5G网络比较耗电),二是需降成本(实现规模化量产、商用的前提),三是需降体积(相对3G/4G网络基站,5G基站因波长短而需体积迷你,从而降低基建成本),四是需研发、开发越来越多的新设备以适用将来越来越丰富的应用场景。
将5G技术应用于农业,同样面临着技术和市场机制尚未成熟、农户前期投入巨大、适应周期长等问题。
然而,农业导入自动化与智慧化是全球不可避免的趋势。据联合国粮食及农业组织(FAO)预测,为满足世界上快速增长的人口需求,到2050年,全球粮食产量需要相应增长70%。中国作为世界人口第一大国,吃得饱、吃得营养健康的基本诉求也倒逼着我们对5G农业应用场景展开美好的展望。