智慧農(nóng)業(yè)作為未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，在政策、科研、資金等方面都有一定程度的傾斜，尤其是農(nóng)研方向，與智慧設(shè)施農(nóng)業(yè)相關(guān)的項目也有了一定的突破。

一、日本設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人研究應(yīng)用進展及對中國的啟示

設(shè)施農(nóng)業(yè)智能裝備是設(shè)施農(nóng)業(yè)穩(wěn)定、高品質(zhì)、高效生產(chǎn)的必要保障。日本智能采收裝備已有近四十年的研發(fā)經(jīng)驗，其發(fā)展具有一定啟發(fā)和借鑒意義。京都大學與浙江大學，聯(lián)手展開了日本設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人研究應(yīng)用進展及對中國的啟示。

綜述了日本設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人的研究應(yīng)用進展，分析了基于農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的茄科(番茄、茄子、青椒)、葫蘆科(黃瓜、瓜類水果)、蘆筍和草莓等10種設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人的采收技術(shù)，對比幾種蔬菜歷代采收機器人的設(shè)計理念及其優(yōu)點與不足。分析設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人面臨的科學問題及解決方案，總結(jié)未來發(fā)展趨勢及對中國的啟發(fā)。為加速推進中國設(shè)施農(nóng)業(yè)采收機器人的智慧化、智能化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供借鑒參考。

二、草莓灌溉方法與驗證

灌溉是影響作物產(chǎn)量的重要因素，同樣也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)性操作。為更加有效、精確地控制設(shè)施作物的灌溉，吉林農(nóng)業(yè)大學和北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心，開展了一項研究以"章姬"草莓為例的灌溉展開研究。

從影響草莓灌溉的因子和影響系數(shù)入手，建立"章姬"草莓灌溉知識結(jié)構(gòu)和草莓灌溉知識圖譜，接著應(yīng)用路徑排序算法對灌溉值進行調(diào)整，實現(xiàn)草莓的精準灌溉。試驗以草莓產(chǎn)量最大為目標，選擇概率值最高的一組灌溉推理值對灌溉進行調(diào)整。試驗結(jié)果表明，該方法根據(jù)作物生長狀態(tài)對作物灌溉進行調(diào)整合理，為精確灌溉提供了新的思路。

三、人工智能輔助種植策略對溫室草莓生產(chǎn)調(diào)控效果對比研究

人工智能輔助種植技術(shù)，承擔著提高設(shè)施園藝作物精準化管理水平、緩解勞動力緊缺的責任。中國農(nóng)業(yè)科學院、云南省農(nóng)業(yè)科學院、云南省元江縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心合作，以勞動密集型園藝作物-草莓為研究對象，研究對比采用不同AI種植策略和關(guān)鍵技術(shù)對草莓溫室生產(chǎn)的調(diào)控效果，可對園藝作物種植的AI技術(shù)改進和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供參考。

研究對比分析了4個不同AI種植策略對草莓生長發(fā)育和產(chǎn)量及品質(zhì)的調(diào)控效果，并以人工種植管理為參照，對AI種植的技術(shù)特點和存在問題進行了分析。結(jié)果表明，知識圖譜、深度學習、視覺識別、作物模型和作物生長仿真器等技術(shù)在草莓AI種植中各有優(yōu)勢。

針對高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標，在配備較完善的智能化設(shè)備和控制組件的溫室生產(chǎn)條件下，AI輔助種植能有效提高草莓種植管控的精準度，減少稅費和勞動力的投入，獲得較高的收益，但也存在對人工管理勞動的模擬難、作物本體信息采集難等問題。

四、改進溫室環(huán)境下草莓生育期識別方法

北京市農(nóng)林科學院和上海海洋大學，針對目前設(shè)施農(nóng)業(yè)數(shù)字化栽培調(diào)控技術(shù)中對作物的生育期實施檢測與分類問題，提出一種改進YOLOv4的溫室環(huán)境下草莓生育期識別方法。

該方法融合草莓不同生長時期的目標特征信息，同時降低復(fù)雜背景的干擾，提高模型檢測精度的同時保證實時檢測效率。同時，以云南地區(qū)的智能設(shè)施草莓為實驗對象。結(jié)果表明，對開花期、果實膨大期、綠果期、成熟期草莓的檢測平均精度，有了分別提高。該方法可對草莓各生育期目標進行精準識別和分類，并為設(shè)施草莓栽培的信息化、規(guī)?；{(diào)控提供有效的理論依據(jù)。

五、南方藍莓智能溫室促早熟生產(chǎn)多因子協(xié)調(diào)控制技術(shù)

同濟大學以提前上市、獲得更大經(jīng)濟效益的目的，開展了一項針對藍莓在環(huán)境可控型智能溫室中試驗生產(chǎn)，探索研究出南方藍莓智能溫室促早熟生產(chǎn)控制技術(shù)。

研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立藍莓植物工廠化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，串聯(lián)硬件層、軟件層和云端，實現(xiàn)現(xiàn)場端環(huán)境監(jiān)測調(diào)控、數(shù)據(jù)云存儲與遠程控制等技術(shù)。從藍莓物候期、品種特點、土壤pH、水肥灌溉方式、小氣候環(huán)境區(qū)間等方面，全面調(diào)研與總結(jié)，探索研究了一套藍莓溫室多因子協(xié)調(diào)控制算法，用于環(huán)境調(diào)控。

試驗在江蘇省蘇州市昆山市花橋鎮(zhèn)東南部的溫室進行，經(jīng)實際驗證，整體調(diào)控系統(tǒng)效果顯著，采用多因子協(xié)調(diào)控制算法進行調(diào)控能夠提高藍莓的產(chǎn)量和品質(zhì)，取得顯著經(jīng)濟效益，為南方溫室藍莓植物工廠化促早熟生產(chǎn)管理提供示范。