陶婷1, 2, 张薇1, 2, 曾威1, 2, 4, 郑聪聪2, 高树琴2, 张晓博2, 蒋祥泰1, 2, 李裕如1, 2, 常传昊1, 2, 邵灵玉1, 3*, 张玉成1, 2*
1北京国科廪科技有限公司, 雄安 071899; 2中国科学院计算技术研究所, 北京 100089; 3中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081; 4湖南农业大学生物科学技术学院, 长沙 410128
摘要: 智慧农业作为农业现代化发展的核心方向, 正推动农业生产由经验驱动向数据驱动,由人工操作向智能化、自动化转型。该文系统梳理了人工智能在智慧农业中的应用及智慧种植发展现状、趋势与挑战。明晰“感知-决策-执行-管理”闭环架构, 以伏羲农场为案例阐述其在智慧种植全流程中的作用与价值。感知层依托多源传感器、成像技术与物联网实现作物与环境的精准监测; 决策层结合数据驱动算法与作物生长模型, 实现施肥、灌溉与病虫害防控的智能预测与优化; 执行层通过无人农机、无人机与机器人完成高精度无人化作业; 管理层则借助云边协同与数字孪生, 实现农田运行的可视化与可持续管理。当前智慧农业发展迅猛, 但在数据同化标准上仍有所欠缺, 装备智能化与适应性还有待提高, 随着海量数据获取其数据安全与隐私保护也是一大难点。智慧种植的核心目标是实现增产、提质、降本与绿色发展, 并进一步推动农业多源感知融合、智能决策闭环、自主化作业和低碳耕作。研究结果不仅为智慧农业理论体系完善提供参考, 也为农业物联网、人工智能和数字农业的工程实践提供了技术支撑, 对于推动高效、智能和可持续农业具有重要意义。