人工智能辅助种植策略对温室草莓生产调控效果对比研究

耿闻轩; 赵俊晔; 阮继伟; 侯跃辉; 《智慧农业(中英文) 》 2022

摘要：人工智能(Artificial Intelligence,AI)辅助种植有助于提高设施园艺作物精准化管理水平、缓解日益凸显的劳动力紧缺问题.草莓是典型的劳动密集型园艺作物,研究对比采用不同AI种植策略和关键技术对草莓温室生产的调控效果,可对园艺作物种植的AI技术改进和产业化应用提供参考.本研究对比分析了4个不同AI种植策略对草莓生长发育和产量及品质的调控效果,并以人工种植管理为参照,对AI种植的技术特点和存在问题进行了分析.结果表明,知识图谱、深度学习、视觉识别、作物模型和作物生长仿真器等技术在草莓AI种植中各有优势.其中,AI-1组采用知识图谱技术将专家经验、作物数据和环境数据进行融合,建立了标准化草莓种植知识结构和智慧种植决策方法,对作物生产发育的调控较为稳健,以较低的投入获得了最高产值.与人工种植管理相比,AI种植策略组的平均产量提高了1.66倍,平均产值提高了1.82倍,最高投入产投比提高了1.27倍.针对高产优质的目标,在配备较完善的智能化设备和控制组件的温室生产条件下,AI辅助种植能有效提高草莓种植管控的精准度,减少水肥和劳动力的投入,获得较高的收益,但也存在对人工管理扰动的模拟难、作物本体信息采集难等问题.

关键词： 人工智能 草莓 种植策略 调控效果 自动化温室 知识图谱