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無線感測器、農場物聯網(IoFT)和大資料將如何影響未來農業?

世界農化網中文網報導:農業領域的新技術正在悄然改變農民的生產經營模式。 新型機械、軟體和生物技術使農民能夠更好地管控種植與生產活動(New Trends In Agriculture Technology, Brian Thraen)。 那麼當今農業發展的總體趨勢如何?新技術的運用將會怎樣改變農民的生產經營模式?

整體來看, 全球農業發展主要趨勢有以下幾點: 食品和燃料需求的提高;全球化和市場波動加劇;農場合併和農村企業專業化;農業公司的環境可持續性和合規性(從原材料到產品上市的全過程);農場經營缺乏熟練勞動力;精准農業的普及;農場管理趨於專業化。

在掌握趨勢的前提下, 我們就可以嘗試瞭解近期和未來農業技術的發展方向, 以下資訊來自John Deere Farm Sight(Trends & Issues in Agricultural Technology 2013, Jerry Roell)。

21世紀初, 農業機械中採用了各種先進技術, 如亞英寸級GPS導航系統、自動導航和平行循跡。 當今農業運用技術主要有精准農業、精密灌溉、局部控制、可變速率、農場測繪。 我們預計, 未來無線連接、移動計算、雲計算、物聯網(IoT)及大資料等新技術可能會影響未來農業領域的發展。 用以下幾個例子進行說明:

利用無線感測器監測土壤、植物和氣候

2014年的一項研究(Computer Standards & Interfaces)中稱, 感測器能夠測定物理性質並將其轉換為直觀資訊。 隨著技術的普及和感測器尺寸的縮減, 感測器現已涉足生活中幾乎每個領域。 農業是能將感測器和無線網路技術物盡其用的行業之一。

未來農場可以利用土壤感測器測量土壤溫度、濕度、電容率、水流量、水位、電導率、鹽分含量;使用植株葉片感測器測量作物光合作用、濕度、溫度、CO2等指標;還能利用感測器測量一些氣候指標, 比如溫度、濕度、大氣壓力、風速和方向。 感測器的運用能説明確定不同地區對養分和水分的需求, 並主動制定解決方案, 幫助改進農場的經營。

農場物聯網

農場物聯網這個術語指的是一種新興趨勢, 即幾台設備同時連接到使用者和其他聯網設備。 其主要理念是, 讓農場上的拖拉機、收割機、噴霧器、卡車、筒倉、灌溉系統、溫室系統等“智慧設備”聯網進行資料獲取及交換, 允許多台設備同時或單獨運作, 為資料登錄、車隊和設備管理、牲畜營養控制和農場採購等提供便利(The Internet of Things: Implications for agriculture. Https://www.fcc-fac.ca/en/ag-knowledge/technology-and-innovation/the-internet-of-things-implications-for-agriculture.html )。

未來, “智慧農場”將是這樣的:農場氣象站和土壤感測器可在作物需要施用殺菌劑時發出警報, 水流控制閥根據感測器檢測到的資料自動開啟或關閉;植物濕度感測器與收割機聯網, 指示最佳收穫時間;監測家畜溫度、心率、呼吸等資料的裝置將在第一時間對動物的健康問題或外界刺激發出警報;業務管理方面, 農場主和雇工也能輕鬆調閱設備零部件的磨損程度及農場物料的庫存水準。 舉例來說, 物聯網的感測器將自動監測燃料、食品和農藥庫存, 當庫存水準低於規定值時, 自動向供應商下達採購訂單。

大資料

資訊的產生和收集對於農民的決策將越來越重要。

然而, 在如今紛繁複雜、不斷變化的環境下, 既無時間也無能力對農場中每塊區域的資訊進行分析。 在此背景下, 大資料分析應運而生。

商業智慧領域的龍頭企業SAS稱:“大資料是一個術語, 描述了影響企業日常業務的大量(結構化和非結構化)資料, 但真正重要的不是資料量, 而是如何利用資料。 通過對大資料的分析獲得更好的決策和戰略方向。 ”

大資料的應用有多種方式, 例如創建模型用於預測降雨量、溫度和蟲害。 農場物聯網集成的設備可自行確定拖拉機、收割機和卡車等設備的操作順序和時間, 並根據具體區域的特性選取種子品種。

雖然矽谷的創業公司和大型跨國企業都在競相開發這類先進技術,

但新技術的盈利能力、可擴展性和安全性等問題仍值得考慮。 無線感測器、農場物聯網和大資料等技術可能面臨的挑戰有:

- 農場設備生成的資料歸屬于農民還是設備製造商?

- 植入和維護如此複雜系統的成本是多少? 收益大於成本嗎?

- 傳輸和運算如此大量的資料, 要用怎樣的寬頻連線設施?不同品牌下的產品如何保證都能被連接?

- 智慧農場生成的巨量資料要存儲在哪裡?

- 安全方面:如何保護這些系統免遭駭客的惡意攻擊?

作者簡介:

Leonardo Antolini 是Kleffmann巴西公司的大客戶經理。 他在巴西和拉美具有豐富的市場研究、分銷管道諮詢、市場准入、產品週期管理、新產品發佈、公關策劃、戰略規劃和行銷管理經驗, 擁有聖保羅大學理學碩士學位。 郵箱:Leonardo.antolini@kleffmann.com

Rodrigo Lourenço是Markestrat的顧問,從事戰略規劃和專案管理、市場研究和農民購買行為分析,畢業于聖保羅大學。郵箱:rlourenço@markestrat.org

郵箱:Leonardo.antolini@kleffmann.com

Rodrigo Lourenço是Markestrat的顧問,從事戰略規劃和專案管理、市場研究和農民購買行為分析,畢業于聖保羅大學。郵箱:rlourenço@markestrat.org

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