Why Lab探索实验室成员上海交大研究员李亚民看数字农业

在数字经济高速发展的时代背景下,我国作为农业大国,如何借助新型科技进行农业数字化和智能化转型(以下简称“数字农业”),是非常有意义的探索。数字农业不仅是关系着国计民生的大事,也是检验农业行业数字化转型成功与否的重要标准。对此,Why Lab探索实验室成员——上海交通大学大数据与智能产业协同创新中心研究员李亚民基于农业的数字化和智能化,发表了深刻的洞见。

如习所指出的,我们正处在新一轮科技革命和产业变革蓄势待发的时期,以互联网、大数据、区块链、人工智能为代表的新一代信息技术日新月异。促进数字经济和实体经济融合发展,加快新旧发展动能接续转换,打造新产业新业态,是各国面临的共同任务。在这样的指引之下,数字农业不仅是大势所趋,还是当下重要而紧迫的任务。

所谓的数字农业,是指以智能信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的科技农业、智慧农业。相较于传统农业,数字农业能够提升效率、优化经济结构,是农业发展的未来。在农业数字化的进程中,大数据、5G、区块链等技术成为数字农业的重要驱动因素。

大数据技术赋能农业数字化

所谓的农业大数据,即尽可能地使用信息技术在农业相关的一切领域完成任何工作。通过大数据作为基础,使用大数据的技术以及思维模式来应对农业从种植到生产再到销售所产生的全部数据,目的是获取有价值的数据信息用于监测与服务农业从生产到经营再到流通与消费的整个流程,实现农业大数据的过程与信息化密不可分。

这与当前我国农业有三个“不”密不可分:不足的能效、不强的效益以及不高的效率,使得各个生产环节缺少耦合导致每个过程衔接不够紧密,使农业发展相对粗放。主要在于,长时间以来其代价就是基础数据很少,数据结构不够标准,更谈不上数据的细节与规范问题。随着云计算的普及、物联网的推广及 5G 的建设等,采集数据能力大大提升,无论是科研院校,还是相关企业,有关数据的分析与挖掘均开展得如火如荼。

在农业大数据背景下,数据海量攀升,其挖掘以及可视化需求前所未有地高涨,与之前的小数据处理有很大区别。海量数据的处理核心是发掘内在关联并可以进行分析得出结论。如 GOOGLE 公司研发的流行病学的预测、国家大型购物超市 WAL-MARTSTORE 研发的搭配销售模式、AMAZON 研发的产品推荐系统等,均运用了相关性分析产生的结果。在农业大数据处理方面,数字化果园、数字化育种已经运用了各类模型和算法,并取得了一定的进展与成就。

这仅仅只是开始,在未来技术上,农业大数据还需加强数据科学与农业的交互研究,基于现代农业的基础数据要有新的突破;政策上要加强农业数据管理,完善治理结构,尽早解决数据开放共享、农业信息透明、加速流动速率等问题。

5G 技术助力农业智能化

作为第五代移动通信技术,5G(5th-Generation)的主要优势在于更高的数据传输速率以及更低的网络延迟。通过 5G 技术,将智慧农业的大数据信息交互扩展到最大效率,在数字农业当中各个渠道会产生大量的数据文件,5G 能够满足大型数据文件的上传发送需要,且大大缩短了传送时间,提高了生产的整体效率。除生产过程中的使用之外,5G 的优势在远程农业直播中也有所体现,打破农产品在时间和空间的壁垒。

不仅如此,5G还能最大限度覆盖农业物联网。我们都知道,智慧农业的一大特点是以各类智慧器械代替人工,例如智能喷药、智能供断水、无人驾驶拖拉机、联网无人机飞防等。农场中布置的各类传感器设备、探头装置负责收集信息并将实时数据传输到数据处理中心,管理者基于分析处理后的数据信息进行判断与操作指令的下达,5G 能够让管理者的命令立即到达并执行。

在这种模式下,一方面能够节省人工、提高作业安全性,如植保无人机的使用避免了作业人员暴露于农药中的危险;另一方面,有了数据信息做基础,整个操作会更加精准高效,提高农资的使用效率。

与此同时,5G还能解决大连接的容量问题,实现万物互联。现在很多农场都开始使用物联网设备。农业物联网一般应用是利用很多传感器节点构成相应的监控网络,通过多种传感器采集各种信息,大量使用各种智能化、自动化、远程控制的生产设施,促使以人力为中心、依赖于孤立机械的传统农业向以信息和软件为中心的智能智慧农业转变。常见的农业物联网设备如空气温湿度传感器、土壤含水量传感器以及监控探头等。

农业物联网虽然极大程度上促使农业生产走向数字化、智能化,提升了农业生产管理的信息化水平。但是仍存在一定问题,如传输速度慢、接入设备有限、使用成本高等。

5G 的到来推动着万物互联时代的到来,随着 5G 的落地应用, 相应的物联网设备也会加速更新换代,降低物联网的建设成本。此外,农业物联网的应用将会越来越广泛,同时智能化水平将会越来越高。有赖于广泛接入的各类物联网设备以及 5G 高速度、低延迟的特点,农业生产者可以搭建整体的监测控制系统,根据物联网设备实时采集的数据迅速作出相应决策,最终实现精准、科学、高效的管理农作物健康。

区块链技术促进农业产业化和金融化

区块链作为一种底层技术,将区块链技术和区块链思维运用到农商上,对农业产业将是雪中送炭,不仅促进农业朝着产业化方向发展,同时也能够助力金融更好地赋能与农业产业。

我们都知道,农业物联网虽然极大程度上促使农业生产走向数字化、智能化,提升了农业生产管理的信息化水平。但仍存在一定大量存储及获取问题,而未来的 5G 万物互联将带来存储及快速提取更大的挑战。因此,为平衡物联网设备快速更新换代与物联网建设成本,更应该引入区块链分布式存储,带来更为精准性、快速交互、不可更改以数字货币(DCEP)理论为基础的数字产业化。即在满足高速信息处理的同时,保证数据安全性、开发接口调用等特征,创造以 DCEP 为侧链基础标准的农业行业联盟链或农业授权链,确定在运用 PKI 技术来对信息数据打包方身份与交易数据进行加密,同时确定利用农业标准节点对交互数据的访问控制,实现交互数据的权限隔离。不仅对数据进行脱敏操作、提高国家信息安全高度,还可为高效实现精准、科学、高效管理农作物健康的数据决策提供依据。

在区块链助力农业产业化的过程中,基于区块链技术的交易平台能够良好地助力数字农业金融化。

由于农业生产的特殊自然环境与经济环境,使得流转需求存在着不确定性。无论农业生产还是自然再生产,亦或是农产品变成可用于消费和加工的产品之前还需要一段较长周期。而这些农产品因季节性、及时性可能导致其在质押期间容易变质,且随时间变化,某些农产品的市场价格、销售状况等也都会发生变化, 从而导致质押农产品的变现能力发生一定的浮动影响。

因此,数字农业金融化就变得尤为重要。在以区块链技术为底层的交易平台中,企业客户、机关单位、农垦及供销体系等均可通过注册,交易以农产信息打包上链所生成的安全证书与交易证书进行随机生成实现交易双方的身份隐私保护。不仅保证信息私密化,更可以通过对智能合约的名称、内容、交易内容、交易的执行状态实施,反应市场价格的相对透明与农资快速流转的直接体现。而这些农业金融场景,也会随着服务下沉来带动农资在特定场景下达成综合金融的解决方案。在数字农业金融化的背景下,金融需求是极具粘性的,一旦场景生态构建完善,农资变回非常习惯和依赖场景内嵌套的任意一种金融化产品,最终建立不断完善和扩张需求的良性闭环。

综上所述,大数据、5G和区块链技术,不仅促进了农业数字化、智能化、产业化以及金融化,还保障了农业的高效丰产,提高农业产业的可控性,强化农资流通数据的分析可行性,同时也让行业的可调整生产规模提高,让数字农业时代提前到来。

Why Lab探索实验室成员简介

李亚民,上海交通大学大数据与智能产业协同创新中心研究员、上海米信科技有限公司总经理、自贸区数字资产研究院研究员。专注于为大型政企提供区块链和大数据领域的顾问咨询、技术开发在内的解决方案和应用。曾参与编写《区块链+产业》书籍,现主要从事区块链科技金融、区块链商业模式创新、区块链和大数据在全球商贸与农业科技领域的应用研究和实践。曾帮助众多品牌企业做过近百个互联网与软件类项目,在互联网商业模式创新、软件产品设计研发和运营推广、区块链场景应用落地等方面有着丰富实战经验,其负责的【食品安全链和商贸链项目】进入了腾讯评选的区块链全球前32强榜单,成为腾讯区块链产业的重要生态合作伙伴。