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AI+植物工厂+LED照明=?
发布时间:2019-09-09

  随着生活越来越AI(智慧),总是能舒压、疗育心灵的花花草草,在种植上也很AI,日常上不能缺少的LED,随着技术的演进拓展出许多新的成长机会,其中一块便是植物照明。

  2019年7月3日,第三届百度AI开发者大会主论坛上,百度CTO王海峰博士宣布百度大脑正式升级为5.0,在算法突破、计算架构升级的基础上,实现AI算法、计算架构和应用场景的融合创新,成为软硬一体 AI大生产平台。

  现场,王海峰分别列举了气象信息采集、地图数据生产、水肥种植的案例,展示了百度大脑在助力产业开发者、改变传统生产效率、乃至改变传统行业生产方式方面的强大实力。

  此次大会上,京东方植物工厂跟百度大脑进行合作,推出AI植物工厂智能无土栽培解决方案。

  农业领域目前面临巨大的人才短缺的问题。京东方植物工厂也存在这一问题,如何能把农业专家的经验快速的规模化复制,成为整个行业迫切的需求。

  位于北京大兴区庞各庄的京东方植物工厂是一所占地面积达 4160 平方米的现代化农业种植基地,经过了几年的发展,这里实现了无纸化管理且周年稳定生产。整个工厂中仅有三名工作人员,其中两名工人负责日常的播种、移苗、采收、清洗等工作,而作为农业专家的李开则主要负责蔬菜生长管理、植保等技术工作。

  在双方共同努力下,基于百度大脑的视觉技术、EasyDL、飞桨(PaddlePaddle)等AI产品技术,已实现水培蔬菜智能种植。

  通过无土栽培蔬菜的克重识别模型、虫害监控模型、生长影响因素模型,打造的智能无土栽培解决方案,提供智能水肥决策、虫情智能预警、大棚智能环控系统、智能排产与供应系统,能够对水培蔬菜全生命周期进行智能化管理,对蔬菜排产及供应链前端进行管理与预测,助力无土栽培农业低成本推广,将专家个人经验转化为户户都会用的自动化系统。

  比起传统的土壤种植,植物工厂目前的培育速度明显要快很多,周期也更短,例如生菜在温室大棚里也要 70~80 天才可成菜,而在京东方的植物工厂里只需30~40 天,且不受季节的影响,全年都可以种植并采收到新鲜的蔬菜。相比传统大田种植,更能实现节水 90% 的效果,并且产出的蔬菜都无农药残留,保障了食品安全。

  此外,由于机器自动识别的标准化与准确率优于人工,也提升了蔬菜的品质和产量。据了解,植物工厂引入百度AI技术之后,初步估计产量提升了10%~15%;种子、基质、营养液这类的生产资料的使用,降低了10%~15%的用量。由于对专业人才依赖的降低,香港新报跑狗报a,也解放了农业专家,使其工作效率提高了3倍。

  京东方植物工厂借助百度大脑大大降低了高科技精细农业对专家的依赖度,农学专家个人经验被数据化,转化为户户都能用的智能系统,让水培种植农业推广成为可能。

  随着生活越来越AI(智慧),总是能舒压、疗育心灵的花花草草,在种植上也很AI,日常上不能缺少的LED,随着技术的演进拓展出许多新的成长机会,其中一块便是植物照明。

  LED植物照明的优点很多,例如,能提高作物生长速度,节约能源高达75%,节省水资源达90%,在全球气候变迁下,精致作物种植、养殖业、食物存放保鲜,食品安全等市场需求,都推动植物及园艺照明市场的发展前景。

  植物照明大有学问,种植人员可以利用特定波长,发展出单一光照方案,例如蓝光(420-480nm)以及红光 (620-670nm),或者利用多重光照方案,搭配多颗LED形成理想的光输出,配合植物在不同生长阶段所需的光照,例如播种、发芽、生长和开花等阶段的不同光照需求。

  以红蓝波段的光来说,对叶菜类的种植有明显的效果,但水培蔬菜的口感仍然是提高蔬菜质量的关键,所以采用白光加红光的光谱,其他叶菜类、果实类、通用类型等,例如叶菜类光源红光 / 蓝光配置使用4:1为最佳化状态,果实类如草莓或是类似果实经济作物,则使用5:1红 / 蓝混光为优先,若是一般通用植物助长辅助,则可选7:1或8:1红 / 蓝光比例配置。

  台湾地区许多LED大厂耕耘植物照明多年,如晶电、亿光等,亿光在去年于美国LIGHTFAIR展还展出全方位农业LED、各式照明应用产品及相对应的灯具如植物灯具及集鱼灯。(来源:台湾经济日报)

  LED植物照明由于其具有光谱和光量可调,及整体发热小的发光特点,具有良好的防水性能,适合应用于各种场景的植物照明。同时由于自然环境的变化及人们对食物品质的追求,促进了设施农业和植物工厂的蓬勃发展,也使LED植物照明行业进人快速发展期,未来LED植物照明将会在提升农业生产效率、提高食品安全、改善蔬果品质方面发挥重要作用。植物照明用的LED光源会随着产业的逐步专业化进一步发展,向更加具有针对性的方向前进。

  光效与能效提升是大幅减少植物照明运行费用的关键,采用LED替代传统灯具并根据植物从苗期到收获期的光配方需求进行光环境的动态优化调节,是未来精致农业的必然趋势。在提高产量方面,可以根据植物的发育特征,分阶段、分区域结合光配方进行培育,以提高各阶段的生产效率和产量;在提高品质方面,可以通过营养调控和光调控等手段,提高营养成分含量以及其他保健功能成分含量。

  据估算,目前全国蔬菜育苗需求量6800亿株,而工厂化育苗的生产能力不足10%。育苗产业对环境要求较高,生产季节多为冬春季,自然光照弱,需要人工补光,植物照明投人产出比较高,对投人的接受度高;果菜类(番茄、黄瓜、甜瓜等)需要嫁接,在高湿度条件下特定的光谱补光促进嫁接苗愈合,LED具备独特的优势。温室蔬菜种植补光,可弥补自然光照不足,提高植物光合效能,促进开花结果,提升产量,而且可以提高产品品质。LED植物照明在蔬菜育苗和温室生产中的应用前景广泛。

  植物照明对光质光量可实时调控这种复杂的需求强烈,随着智能控制技术的提高、物联网的应用,多种单色光谱加智能控制系统实现时控、光控、根据植物的生长状态适时调整的光质光量输出,势必成为植物照明技术未来发展的主趋势。


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