人工智能与马铃薯病虫害精准防控 · 从alphago到alpha zero 2015年10月alphago 5﹕0...

2019年中国马铃薯大会专题报告

人工智能与马铃薯病虫害精准防控

赵志坚

云南省农业科学院经济作物研究所

2019中国马铃薯大会· 恩施



内容

土豆医生——首创土豆AI精准植保照看不误！

什么是人工智能 1

4

3

2 人工智能的发展现状

人工智能与精准植保

人工智能展望



什么是人工智能

人工智能（Artificial Intelligence，AI）也称机器智能，它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。

人工智能是研究如何制造出智能机器戒智能系统来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。

人工智能的目标是模拟、延伸和扩展人类智能，探寻智能本质，发展类人智能机器




人工智能的发展历程

热度

1956 1960 1970 1980 1990 2000 2010 时间

初春

初冬

初秋

寒冬

复苏

爆发

起步发展期

反思发展期

应用发展期

低迷发展期

蓬勃发展期

稳步发展期

人工智能诞生

任务失败目标落空

专家系统遍地开花人工智能转向

应用

多项研究缓慢发展

互联网推动人工智能不断创新和

应用

深度学习与大数据兴起带来了人工智能的爆发

机器定理

证明

智能跳棋

程序

机器翻译

笑话百出

定理证明

发展乏力

医疗丏家系统

MYCIN

化学丏家系统

DENDRAL

地质丏家系统

PROSPECTOR

丏家系统

发展乏力

神经网络

研究受限

深蓝戓胜国际象棋

冝军

IBM提出智慧地球

我国提出感知中国

物联网

云计算

大数据




人工智能发展现状

丏用人工智能取得突破性进展

面向特定领域的人工智能(即丏用人工智能)由于应用背景需求明确、领域知识积累深厚、可以进行建模计算，因此形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。

语音助手人脸识别智能机器人博弈游戏



从AlphaGo到Alpha Zero

2015年10月Alphago 5﹕0战胜欧洲围棋冠军樊麾

2016年3月Alphago 4﹕1战胜李世石

2017年5月Alphago 3﹕0战胜柯洁

2017年10月19日，在国际顶级刊物Nature上发表的研究论文中，谷歌报告新版程序AlphaGo Zero

：从空白状态学起，在无任何人类输入的条件下，它能够迅速自学围棋，并以100:0的战绩击败“前辈”。



人工智能辅助疾病诊断

2019年全国癌症统计报告

AI 系统对肿瘤的诊断



从大数据到认知计算

网络大数据

“5V”特性

大体量

多样性

时效性

准确性

大价值

人、机、

物在网络空间的交互

互联网作

为产生、传输的载体

多媒体大数据

气象大数据

医疗大数据

农业大数据

植保大数据

以机器学习为代表的人工智能技术，是处理网络大数据的有效手段。网络大数据研究的科学问题主要有：发现共性规律研究定性、定

量分析的理论基础

存储与管理、计算与分析平台




人工智能与精准植保



据统计，我国农作物病虫害呈多发重发态势，每年

发生面积近70亿亩次，因防控能力不足每年造成粮

食损失近500亿斤、经济作物损失350多亿斤。

病虫害一直是伴随农作物的重大危害之一。随

着全球气候变化、耕作制度变革，我国病虫害灾变

规律发生新变化，一些跨国境、跨区域的迁飞性和

流行性重大病虫暴发频率增加，一些地域性和偶发

性病虫发生范围扩大、危害程度加重，严重制约我

国粮食持续丰收。

我国农作物病虫害造成的损失



2019年1月11日发现入侵我国云南，至5月10日草地贪夜蛾北上河南，已侵入13个省区，虫害蔓延加快。特别能吃、特别能生

全球十大害虫乊妖蛾子——草地贪夜蛾 2019年中国马铃薯大会专题报告


全球著名的毁灭性检疫害虫——马铃薯甲虫

马铃薯甲虫是我国危害较大的外来入侵物种之一，目前分布于美洲、欧洲和亚洲四十多个国家和地区，常年造成马铃薯减产30%～50%，发生严重年份损失达90%以上或绝产。



全球第一大作物病害——马铃薯晚疫病 2019年中国马铃薯大会专题报告


病虫重发多发频发

流行性、迁飞性病虫害重发频率提高，病虫害监测压力增大。

测报技术人员减少

基层植保机构人手减少、青黄不接、力量薄弱，普遍存在测报

工作“将来谁来干”的问题。

监测手段落后

当前，我国农作物病虫监测仍以人工为主，劳动强度大、监测

效率低、标准不统一，影响监测准确性。

农村劳动力结构性短缺

随着大批农民外出务工，“谁来种地、谁来防病治虫”已成为

制约农业生产稳定发展的重大难题。

我国农作物病虫害防控面临的挑戓

病虫害精准防控是现代农业发展的必由之路，病虫害的精准诊断是防控关键！



我国农药应用存在的问题农药是一把双刃剑

我国每年180万吨的农药用量，有效利用率不足35%，其他大部分农药都流失到非靶标作物、土壤戒水域中。 —全国农技中心数据

乱用、误用农药现象比较突出施药机械不适应要求，农药利用率低组织化程度低、防治规模小、防治效率低、

药害事故频发且损失比较大销售渠道乱，缺乏经营主体法规建设滞后，监管不到位技术研究跟不上，支持力度较弱



什么是精准植保

传统农耕

不防不治

综合防治

绿色防控

精准防控

智慧农业

精准育种精准诊断精准监测精准选药精准施药



马铃薯是我国第四大主粮，关系国家粮食安全

是助推脱贫攻坚、乡村振兴的主导产业

马铃薯生产痛点：病虫害超过100种，仅晚疫病全球每年损失超过1000亿元，中国常年因晚疫病减产20～40%，每年损失约170亿元

病害多、难识别、难防治、蔓延快、毁灭性

晚疫病造成严重产量损失病毒病造成种薯质量严重衰退

马铃薯病虫害的危害 2019年中国马铃薯大会专题报告


马铃薯晚疫病非精准防控田间症状

云南陆良秋马铃薯，防治4次， 2018年10月23日摄


2019年中国马铃薯大会专题报告2019年中国马铃薯大会专题报告


灰霉病

晚疫病早疫病

晚疫病

晚疫病

晚疫病

早疫病

早疫病

早疫病



黑胫病黑痣病

粉痂病

疮痂病



马铃薯病虫害的人工智能诊断

土豆医生—— 中国第一个人工智能马铃薯病虫害诊治机器人

北京瞳创科技有限公司

北京邮电大学

云南省农业科学院

联合研发



土豆医生创始团队

创始CTO 赵志诚负责产品和研发

北京邮电大学博士/副教授

美国卡内基梅隆大学访问学者

创始首席诊疗官赵志坚

云南省农业科学院博士/研究

员、云南省学术技术带头人，

荷兰瓦赫宁根大学访问学者，

马铃薯研究中心副主任，国家

双减项目专题负责人。

创始CEO赵志强负责管理和运营毕业于西安电子科技大学北大1898云南咖啡馆联合创始人曾代表大唐电信、北大方正负责

实施了所在领域多项“西南最大、第一项目”

科技部副部长李萌一行来到北京邮电大学调研人工智能



土豆医生-马铃薯病虫害精准识别

土豆医生深度识别引擎




土豆医生技术亮点

采用人工智能+云计算+互联网技术，有效解决“绿色+增产”的痛点

只需手机对着病状一照，即可早知 “什么病、如何治、用甚药、供应商”

准：精准诊断病害

早：病害早期发现

快：即时知道结果

全：诊治多种病害

远：丏家远程指导



土豆医生亮相中国马铃薯大会 2019年中国马铃薯大会专题报告


土豆医生的精准植保功能

拍照诊断病虫害

病虫害生物学知识

推荐科学防治方案

植保专家坐诊对接

基于GIS的病虫害发生趋势图

植保大数据资源平台

将农民、专家、供应商、政府等农业相关方利用互联网连接来，实现：植保决策科学化、防控治理精准化、公共服务高效化。



羧酸酰胺类（CAAs）

苯基酰胺类（PAFs）

缬氨酰胺氨基甲酸酯类

扁桃酰胺类

肉桂酰胺类

噁霜灵

苯霜灵

甲霜灵

甲呋酰胺 ×

精准选药——高效安全防控药剂



马铃薯晚疫病高效安全防控药剂筛选



“工欲善其事，必先利其器”



高效施药机械的应用是提高农药利用率的基础

淘汰“跑冒滴漏”的喷雾器

更新换代施药机械

加快研发推广施药新机械

智能无人机是精准植保的发展方向！

精准施药——智能施药技术



无人机飞防马铃薯晚疫病 2019年中国马铃薯大会专题报告



人工智能展望



各国人工智能戓略与政策 2019年中国马铃薯大会专题报告


我国人工智能2.0国家戓略

人工智能已经上升为国家戓略，国家“科技创

新2030 重大项目”新增了“人工智能2.0”

“新一代人工智能发展规划”提出到2030年，

人工智能核心产业规模超过1万亿元，带动相关

产业规模超过10万亿元




各国企业人工智能戓略

• 全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义，纷

纷调整发展戓略。

• 2016年9月，咨询公司埃森哲发布报告指出，人工智能技术的应用将为

经济发展注入新动力，可在现有基础上将劳动生产率提高40%。

• 谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展戓略从“移动优先”转

向“人工智能优先”

• 微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。

• 2018年麦肯锡公司的研究报告预测，到2030年，约70%的公司将采用

至少一种形式的人工智能，人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。




人工智能应用于精准植保

人工智能经过60多年的发展已取得了重大进展，但总体上还处于初级阶段，尤其是精准植保还处于襁褓乊中

融合人工智能的植保产业将蓬勃发展，前景广阔

AI for All ≠ AI is All


大有可为，大有可观！



致谢金黎平研究员中国农科院蔬菜花卉所

隋启君研究员云南省农科院经作所

马铃薯研究中心




AI 精准植保定制：1898 756 1898


人工智能与马铃薯病虫害精准防控 · 从alphago到alpha zero 2015年10月alphago 5﹕0...

Documents