2月3日发布的中央一号文件明确提出：促进人工智能与农业发展相结合，拓展无人机、物联网、机器人等应用场景。这也是机器人首次走进中央一号文件。
从东北黑土平原上的无人农场，到南方丘陵山地的微型农机，从实验室里的智慧育种，到果园里的机器臂采摘。现代技术无时无刻不在改变着农业的模样，人工智能、机器人这样的尖端科技，在许多人关注不到的地方，正在不断地应用到田间地头。而农业科学家们，已经开始探索技术背后的伦理逻辑，打造星辰大海间未来农场的根基。
中央一号文件发布之际，新京报记者中国采访了科学院院士钱前。钱前表示，技术的革新正在深刻地改变着现代农业的发展模式，智慧育种帮助人类更精准、更快速地获得更优良的品种，无人技术让农业生产可实现精准化、智能化管理，确保产品质量与安全。“我们有充分理由相信，随着技术进步和持续创新，人类将更深入理解和更好利用自然规律，实现与环境的和谐共生。”
农业，早就有了机器人
新京报：在育种领域，你一直在从事现代科技育种的工作，是否也会用到人工智能、具身智能等新的技术成果？
钱前：可能不少人会觉得，农业是土里土气的，和现代科技、尖端成果关系不大。但实际上，不论是过去还是现在，农业都是对科技发展最敏感的领域，从遗传育种到现代无人农场，一直都是各个时代尖端科技的结晶。近年来，人工智能、机器人等领域的技术大爆发，许多领域在不断尝试探索应用场景的时候，农业已经开始规模化地使用这些技术成果了。比如在育种领域，大数据、人工智能、物联网等技术成果，很早就开始参与到现代育种工作中。简单来说，我们可以把育种分为5个阶段，从基于经验、依赖表型观察但效率较低的传统选择，到孟德尔遗传学指导下的杂交育种，就已经建立量化选择的理论和方法。再到后来的分子标记育种，实现了分子水平上的精准操作。然后是生物技术和大数据的融合，基因编辑技术让育种更加精准。到今天，人工智能驱动的智慧育种，已经可以通过多组学数据整合和算法优化，实现自主决策，并且和遍布田间的各种传感器、地上的自动化设备、空中的无人机、卫星遥感等结合，实现智慧育种。
新京报：能否描述一下你本人工作中，这些现代化的场景？
钱前：当前育种，我们可以称之为育种5.0时代，也就是传统经验育种、遗传学育种、分子标记育种、基因编辑育种之后的智慧育种时代，它的突破性在于一个名为“育种飞轮”的体系，这是一个数据驱动的自我强化系统。飞轮隐喻描绘了从启动到持续增长的过程。最初需要大量推动力，系统逐渐积累动能，进入自我维持的加速阶段，最终建立自我强化的增长循环。简单来说，这个育种系统，在田间，有遍布的传感器，连通无人机遥感、卫星遥感，全天候采集各种信息，比人的肉眼观察更精准、更全面。在实验室里，胚胎显微注射平台实现高精度遗传转化、单细胞分离系统支持高通量操作、AI驱动的蛋白质工程平台加速功能设计。育种大模型则可以分析庞大的表型数据，通过创建虚拟环境，模拟各种基因配对后，作物在不同环境下的表现和可能的结果，并在成千上万结果中，精准快速地找到我们需要的结果。这样的现代智慧育种，大量地使用了人工智能、大模型、不同类型的机器人，为可持续的粮食生产，提供更快速、更智能的解决方案。
替代，让良田焕发活力
新京报：除了育种，在田间生产中，现代技术的应用情况如何？
钱前：在现实的田间生产中，现代科学技术成果的应用也非常广泛，比如在大田生产中，利用自主导航设备可以完成精准播种、施肥等工作，这样的无人机械已经应用到现实中了。再如利用北斗导航和人工操作相结合的技术就更多了，比如无人机打药、播种等，收割机收割也用到这些技术。在智能温室中，通过智慧农业技术，可以实现环境闭环调控，同时机器视觉引导的收获机器人，也可以在可控的温室环境中实现自主收获。而在一些前沿实验中，露天果园、菜地中的机器人播种和收获，也已经有了许多产品，只是距离普遍应用还有一定的距离。
新京报：在平原上，全自动的现代化智慧农机应用条件更好，但在丘陵山地中，是否还存在一些难题？
钱前：当前也有不少技术和设备，不断地进入到丘陵山地中。举例来说，南方梯田中，无人机打药，收获季节的无人机吊运农产品已经很多。在过去，我们一直强调加快适合丘陵山地的微型农机研发和应用，随着技术的发展，人工智能、具身智能等技术也在不断结合微型农机。受人类智能生物学基础启发，算法系统承担类脑高级认知功能，而机器人系统则作为神经信号类比物支配的效应器官。此处的“机器人”不仅指人形机器人，还包括各类智能自动化驱动产品，如无人机、自动驾驶系统、无人地面车辆、四足机器人等，这些不同的机器人，在育种中有巨大的价值，在生产中，也有广泛的利用价值。举例来说，我国有2亿亩梯田，有5亿亩具有建成梯田潜力的山坡地，这些地方地形复杂，地块碎小，大型农机很难进去，微型农机的使用也面临着人才缺乏的问题。但这些土地，尤其是传统梯田，都是千百年中，我们的祖先利用自然、改造自然留下的财富，可以说传统梯田都是良田，但怎样才能让他们真正成为保障粮食安全、振兴乡村的富民根基？我想，未来无人操作的各种新型设备，是一个非常好的解决方案，它不仅解放了劳动力，也可以让这些面临重重困境的良田，再一次焕发生机。
未来，技术的星辰大海
新京报：怎样才能让这些新技术、新成果更快改变农业生产模式？
钱前：我想，未来我们依旧要更广泛地开发和建立新技术新成果的应用场景，比如机器人改变梯田生产模式，在当前的农业生产中，尤其是丘陵山地上，许多良田因为生产条件艰苦，面临着劳动力严重缺乏的局面。无人化的人工智能技术、机器人技术，对这些地方的农业现代化，有着至关重要的作用。所以，需要建立更多场景，进行探索、试验和推广，通过适度规模化等方式，降低机器生产的成本，使得机器人可以更快在这些地方实现应用。
新京报：在新技术应用已经较多的领域，目前有哪些发展的方向？
钱前：AI、机器人正在以更快的速度改变现代育种的模式，我们也正在思考和探索，怎样实现AI在数据处理和决策中实现更高的透明度和可解释性，特别是在影响人类伦理和福祉的领域，AI决策过程必须可理解和可追溯，确保技术进步与社会价值和伦理原则一致。在未来，可解释AI技术，将发挥关键作用，使专家和育种者能阐明AI驱动决策的依据，从而增强对AI系统的信任。同时，无人化管理和垂直农业的兴起，为现代农业带来革命性变革。利用先进传感器技术和自动化控制系统，农业生产可实现精准化、智能化管理，确保产品质量与安全。这些创新还大幅减少水和肥料投入，节约率超过90%。这些进步对缓解全球水资源短缺、减少环境污染和推进可持续农业实践具有深远意义。更令人振奋的是，这些技术进步为未来人类火星移民提供了潜在农业解决方案。在极端环境条件下，技术与生物系统的深度融合，可能实现在火星建立自给自足的农业生态系统。这些系统将为星际探索和殖民提供必要物质基础，展示地球衍生的精准农业和闭环资源管理创新，如何适应地外生命维持。展望未来，我们有充分理由相信，随着技术进步和持续创新，人类将更深入理解和更好地利用自然规律，实现与环境的和谐共生。我们将为后代留下更繁荣、健康和可持续的世界，让他们在技术指引下继续探索宇宙奥秘，书写人类历史新篇章。
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