农业自动化:在农业作业中使用机械和设备,以期改进诊断、决策或执行,降低农业劳动的繁重性和/或提高农业作业的及时性,甚至于精准性。农业自动化包含精准农业技术。农业自动化领域使用的机械和设备包括:

  • 拉动、推动或操作各类用于完成农业作业的器具、设备和工具的拖拉机(即执行功能自动化);
  • 传感器、机械、无人机和卫星,以及智能手机、平板电脑或软件工具(例如咨询应用程序和在线农场管理)等设备以及各类平台,用于监测动物、土壤、水和植物,支持就农业任务做出决策1(即诊断功能自动化);
  • 更为先进的方案,例如根据需要并精准控制用量喷洒除草剂的除草机器人,或远程监测状况,并在空中施用化肥、农药和其他处理材料的无人机2, 3(即诊断、决策和执行三项功能全部自动化)。

自动化设备:系统中部分(部分自动化)或全部(完全自动化)功能,机械或机械系统的一项特定活动或行为,实现自动化,无需人工干预。4

农业机械化:运用各类技术 — 从简单基础的手动工具到更为精密的机动设备和机械 — 执行农业作业。6农业机械化有三种动力来源:手动工具技术(以人体肌肉为主要动力来源的工具和设备);耕畜役畜技术(由动物提供动力的机械、工具和设备);以及机动技术(由引擎或发动机提供动力的机械化)。7

农业机动机械化:使用各类机械发动机或引擎(不论能源来源为何)开展农业相关活动。7

农业生产者:从事农作物和畜牧业生产、渔业、水产养殖、牧业或林业等农业活动的家庭。

小规模(农业)生产者是指从事上述农业活动中的任何一种,但由于销路不畅,以及获取土地和水、信息、技术、资本、资产和制度等资源渠道有限,因而在生产中面临更大限制的生产者。8

人工智能(AI):运用算法分析环境并采取行动以期实现具体目标的计算机系统,此类系统拥有一定程度的自主性。人工智能可以完全基于软件在虚拟世界中运行(例如语音助手、图像分析软件、搜索引擎、语音和面部识别系统),也可以嵌入到硬件设备之中(例如高级机器人、自动驾驶汽车、无人机或物联网应用)。5

机器学习:是一类人工智能和一套数据分析方法,运用计算机算法实现自动化分析建模。机器学习的底层逻辑是识别数据模式,在没有明确人为指令的条件下更精准地预测结果,不断改进机器绩效。

大数据:通过工具、传感器、金融交易、社会媒介以及其他数字化手段生成的大量、多样和复杂的数据集,通常超出个人电脑和基本分析软件的存储能力和处理能力。

企业对企业模式:企业之间,而非企业与个体客户之间的关系和销售。9

企业对客户模式:企业与作为产品或服务最终使用者的客户之间的直接关系,以及产品或服务直接销售。9

保护性农业(也被称作免耕):是一种耕作体系,旨在促进保持永久性土壤覆盖、最低程度的土壤耕作以及植物物种多样化发展。保护性农业加强了地表上下的生物多样性和自然生物过程,有助于提高水分和养分的利用效率,提高并维持作物产量。10

农业数字自动化:在农业机械和设备(例如拖拉机及其附加工具、饲喂系统、挤奶机)上加装数字化工具,通过智能交互网络、平台和农场管理系统提供的数据和数字化服务提升系统效率和精准度,进而加强自动化过程。

自成一体 VS 内嵌式数字解决方案:自成一体的数字解决方案主要基于软件,不依赖农业机械,需要的硬件资源有限,通常为智能手机或平板电脑,或是咨询应用程序、农场管理软件以及在线平台等软件工具。此类解决方案可以包括遥感和/或无人机,但仅限于用于决策支持和巡查的数据。农业机械和设备加装数字工具后被称作内嵌式解决方案;此种方案使得机器能够通过直接行动与环境互动(执行),而不仅是观察和决策支持。9

电子标识(EID):使用内嵌在标签、团块或植入物中的微芯片或电子应答器识别农场中的个体动物。5

农场:生产作物、畜牧、农林或水产产品的集合管理职能的农业生产单位。

有偿服务:是针对农场机器的一种商业模式,即农民按服务单位(例如每公顷、每小时、每只动物或每吨收获物)向机器服务提供方支付费用,而无需购置机器。5

全球卫星导航系统(GNSS):使用卫星信号提供方位信息的系统,例如美国的全球定位系统(GPS)、欧洲的伽利略定位系统、俄罗斯联邦的格洛纳斯系统(GLONASS)以及中国的北斗系统。5

自动转向:是一种GNSS支持的技术,为自驱式农业机械(例如拖拉机、联合收割机、饲草收割机、喷雾机)提供自动转向和定位。在最先进的自动转向技术中,计算机几乎可以完成所有的田间转向,包括田头转弯。自动转向技术通常需要操作员坐在驾驶室内,以防机器出现故障或其他问题。该技术为精准农业技术的一个典范。5

全球定位系统(GPS):美国的全球卫星导航系统。该系统为第一个民用全球卫星导航系统,故而有些时候全球定位系统被用来指代全球卫星导航系统。5

物联网(IoT):其中所有设备 — 包括移动电话、传感器、无人机、机器和卫星 — 与互联网连接的系统。9

交互性:机器和设备在围绕数据内容、背景和意义确定明确、共享预期的前提下,编制、交换和消费数据的能力。9

随机应变就农机而言,是指无需直接人力干预,利用传感器数据算法就可以在田间自动调整作业。5

操作员辅助系统:为农场机器操作人员提供帮助的系统。此类系统通常使用机器自身多个来源的传感器数据辅助操作员进行决策;可以自动调整机器设置来优化操作员的优先需求(例如燃料效率、完成工作的速度、产品质量),最早见于联合收割机。5

精准农业:收集、处理和分析时间、空间及个体数据,并将其与其他信息结合的一套管理策略,目的是精准管理田间变化,支持管理决策和机器精准行动,以期提高农业生产的资源使用效率、生产率、质量、营利性和可持续性。11

精准畜牧:一种基于数据的畜牧管理策略,以持续、实时和自动化方式监测控制个体动物或动物群体的生产力、环境、健康和福利。该策略重在提高畜牧生产的资源利用效率、生产力、质量、营利性和可持续性。5

设施农业:在温室或垂直农场中生产高价值蔬菜和其他园艺作物。在这种模式下,农民可在无法从事传统耕种的细小、边缘和缺水土地上种植经济作物。这种模式也被称为设施栽培或设施作物生产。9

遥感:运用飞行器、卫星或其他配置传感器的平台远程收集地球上物体信息的过程。9

机器人:无需直接人为干预便能自动作业的机械,12可以是固定的(例如挤奶机器人),也可以是移动的(例如自动驾驶)。这个词语主要为媒体和大众所用,机器人常常采用拟人修辞。在技术性较强的讨论中,通常会使用自动机械或自动设备这样的说法。13

腿式机器人:是指借助机械肢体而非轮子移动的自动机械。5

挤奶机器人无需人力,能够实现乳用动物(尤其是奶牛)自动挤奶的挤奶机,也被称为自动挤奶系统。

集群机器人:执行传统机械化模式下由一台大型机器完成的任务的若干、较小移动式自动化机器。

机器人学:计算机科学和工程的一个跨学科分支,包括机器人设计、制造、运行和使用。该学科融合了若干学科,包括机械工程、电力工程、信息工程、机械电子、电子学、生物工程、计算机工程、控制工程、软件工程和数学。

无人飞行系统(UAS):是一套大型系统,包括装载传感器的飞行器(无人机),飞行员操作的地面控制站,以及用于分析传感器收集数据的软件。9

无人飞行器(UAV)无人机:一种能够飞行的自动机械,可以通过遥控或使用软件控制设备进行导航。在农业领域,无人机常被用于收集航拍图像,或用于施洒化肥、种子、农药或其他作物投入品。5, 9

非结构化补充业务数据(USSD):互动性强于短信息的一种信息服务,特点是使用以星号(*)开始、井号(#)结束的编码(例如*845#)。一条USSD信息最多有182个字符,可用于获取农业、卫生、新闻、天气等信息。14

可变速率技术(VRT):一种将设备与软件结合的技术,调整田间化肥、农药、种子和其他作物投入品的使用量,基于作物需要优化单产,这样就能够以尽量少的投入获得尽可能高的产出。5

基于地图的可变速率技术:以地图为基础的可变速率技术,地图上记录了田间不同地块的空间信息。分析人员要事先单独准备空间信息地图,用于引导可变速率技术。

播种机排种器关闭系统:一种有全球卫星导航系统支持的可变速率技术方法,能够根据订制地图或传感器数据控制每行的播种装置。通常用于避免在非耕种区域播种,或在田地两头重复播种。

基于传感器的可变速率技术:以传感器在田间实时读取为基础的可变速率技术,引导可变速率技术的信息是自动采集的(不同于基于地图的可变速率技术)。通常情况下,传感器位于撒布器前段,通过算法调整速率的计算机装置在机械之上,施用设备位于机器后部。

喷雾机喷杆部分控制设施:一种有全球卫星导航系统支持的可变速率技术方法,能够根据订制地图或传感器数据控制农用喷雾机的部分喷杆。喷杆宽度可以从几米到一个喷嘴宽度不等。现有技术支持以喷嘴不同速率打开、关闭和抖动。

垂直农业:处于完全受控环境中的室内农业,用于全年垂直种植作物。9

虚拟围栏:一项基于给动物加装全球卫星导航应答器来确定动物位置的技术,通过声音警报、电击或其他提醒方式,让动物待在地理定位边界之内。这项技术可能会取代实体围栏;此外,全球卫星导航技术还能帮助养殖者在大面积开放性牧场中确定动物方位。5

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