4.6 智能协同控制在农业发展概况
近年来，我国在智慧农业发展方面开展了系列部署，实施了一批重大应用示范工程，农业专家系统、农业智能装备、北斗农机自动导航驾驶等智慧农业科技取得了突破。由于行业顶层设计缺失，各地区的智慧农业建设水平参差不齐。提高农业质量效益和竞争力，建设智慧农业，是国家发展的必然要求；进入新发展阶段后，智慧农业的高质量发展，亟需从战略层面进行系统谋划与科学布局。现阶段关于智慧农业的研究较多关注概念解析、技术产出效率测算、技术进展梳理、技术方案论证等方面，而从宏观角度入手，面向2035年我国智慧农业发展路线进行的前瞻性分析较为少见，尤
其缺乏针对不同规模主体、不同产业类型的路径选择问题研究。
按照国家部署，从当前到2035年是我国基本实现现代化的关键时期。加快智慧农业发展必须立足新的发展阶段，贯彻新发展理念，实现农业高质量高效发展；聚焦 “保障国家粮食安全、食品安全、生态安全，促进农民持续增收”的目标，针对农业 “新基建”、智慧种养、智慧供应链、农业智能信息服务、智慧农业相关技术产业化等方向，按照“抓重点、补短板、强弱项”的总体思路，开展重点建设。突出农业科技自立自强，加强智慧农业的战略性、前沿性、基础性研究与关键共性技术研发，论证实施智慧农业重大科技专项与应用示范工程。攻关农业传感器与高端芯片、农业大数据智能与知识模型、农业人工智能算法与云服务等关键技术，研制高端智能农机装备、农业智能感知产品、农业自主作业智能服务产品等重点产品。推动高端产品在智慧农场、植物工厂、农产品加工智能车间、农产品智慧供应链等的集成应用示范，培育农业软件开发与智能信息服务、农业传感器与测控终端、农业智能装备制造等配套产业。融合生物技术、信息技术、智能装备，建立以“AI+大数据+新一代通信技术+物联网+北斗卫星导航”为技术支撑、与农业强国发展目标相适应、达到世界先进水平的智慧农业产业技术体系。推动农业“机器替代人力”“电脑替代人脑”“自主技术竞争力增强”三大转变，提升农业生产智能化和经营网络化水平，强化农业质量效益和竞争力，拓展农民增收空间，助力乡村全面振兴。
传统农业涉及到的新技术很多，如遥感技术、物联网技术、无线通信技术以及以 数据分析和数据挖掘为主的大数据技术和以机器视觉和深度学习为主的人工智能技术 等，通过这些新技术与传统农业的结合，助力农业快速发展。以计算机视觉、图像识 别以及深度学习等人工智能技术实现作物产量预测、土地规划以及病虫害防治；通过 传感器、摄像头等监测设备，使用无线传感技术，实现动植物的远程监控、管理等； 以天气、土壤、农作物、病虫害以及动物身体特征数据等作为大数据基础对动植物生 长情况进行分析、预测等；使用卫星遥感技术实现作物勘测、生长情况以及病虫害预 测、预防，运用GPS进行精准定位、跟踪等。多智能体系统作为一种新型的智能系统得 到了广泛应用。此外，在农业领域，农业机器人和无人机等智能方法已经被广泛使用，使得农业自动化程度不断提高。因此，基于多智能体系统的智能农业发展研究越来越 受到关注。
图 4.7 智能协同控制方法在农业行业中的应用
农业生产环节种植方式主要分为设施种植和大田种植。大田种植主要以粮食作物为主，其中包括世界三大口粮：水稻、小麦和玉米；而设施种植由于成本的问题，主要以经济作物为主，包括蔬菜、水果、花卉等。设施种植分为温室大棚种植、集装箱种植两种，目前多采用无土栽培技术，利用 LED 灯代替自然光，自动控制植物光合作用，增加植物营养；由于设施种植受天气气候以及病虫虫害等因素的影响较少，可以提高作物产量，增加效益。目前，大田种植主要运用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统，人工智能技术监测室外的天气气候、病虫害以及农作物生长等数据；而设施种植主要通过物联网技术实时监测空气温度湿度、二氧化碳浓度以及作物生长情况等。
针对监控任务，无人机是一种广泛应用的智能方法。通过搭载高分辨率摄像头或 其他传感器，无人机可以对农田进行全面监控，实现作物生长情况和病虫害防治的遥 感检测。与传统的人工巡视相比，无人机巡视可以大大减少工作量和成本，提高检测 精度和效率。另外，为了提高农作物种植和收割效率，多智能体系统可以通过协作完 成任务，智慧农业（图 4.7）利用互联网、物联网和云计算等现代信息技术成果，改造 提升整个农业产业链，促进农业与二三产业交叉渗透、融合发展，提升了农业竞争力，拓展了农业发展空间。智慧农业是农业发展的必然趋势，大力发展智慧农业对提高农
业现代化水平、促进农业转型升级、提高经济发展质量和效益，有着重要的现实意义。 虽然多智能体系统在智能农业中还存在一些局限，担其应用前景十分广阔。未来，
多智能体系统将更加密集和广泛地应用于农业领域，助力农业生产的智能化和自动化。 此外，多智能体系统还可以与其他技术相结合，促进智能农业的进一步发展。例
如，在使用多智能体系统实现作物监控的同时，可以通过物联网传感器的应用，获得更加全面和准确的作物信息。另外，随着 5G 技术的发展，多智能体系统还可以通过更快的数据传输和更高的通信稳定性，实现实时监测和精准决策。