您現(xiàn)在的位置:中國農(nóng)業(yè)儀器網(wǎng) > 行業(yè)動態(tài) >汪懋華院士談物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展對現(xiàn)代科學(xué)儀器的需求
汪懋華院士談物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展對現(xiàn)代科學(xué)儀器的需求
汪懋華
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院)
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步和科技水平的不斷提高,科學(xué)儀器正在發(fā)揮著越來越重要的作用?茖W(xué)儀器涵蓋的面很寬,應(yīng)用范圍廣泛,涉及各個行業(yè)、各個領(lǐng)域和眾多學(xué)科。科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步都有賴于信息獲取傳感器和科學(xué)儀器創(chuàng)新能力與產(chǎn)品制造水平的提高,但目前我國90%以上的高檔科學(xué)儀器都依靠進口,我國自己生產(chǎn)的儀器總體上質(zhì)量和水平與國外相比仍有較大的差距。提高科學(xué)儀器的自主創(chuàng)新能力,加快我國科學(xué)儀器創(chuàng)新研究與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展,是當前要做的一個很重要的工作。
1 儀器科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新要有相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)的支持和用先進制造技術(shù)引領(lǐng)科學(xué)儀器的發(fā)展
從航天衛(wèi)星到地理測繪,從食品安全到環(huán)境監(jiān)測,信息感知與科學(xué)儀器的發(fā)展與國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高緊密相聯(lián)。創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)是儀器科技與精密儀器制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的源泉,要加強高等學(xué)校信息感知與精密儀器相關(guān)學(xué)科建設(shè)?茖W(xué)儀器創(chuàng)新與物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和電子、材料科學(xué)、微納技術(shù)等基礎(chǔ)科學(xué)都有很大的關(guān)聯(lián)性,基礎(chǔ)科學(xué)研究的進步會帶動科學(xué)儀器創(chuàng)新能力和制造技術(shù)的發(fā)展,因此要重視相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)研究,突破一些共性關(guān)鍵技術(shù),引領(lǐng)科學(xué)儀器創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步。
當前我國正處在信息化與工業(yè)化融合,信息化帶動工業(yè)化,工業(yè)化促進信息化快速發(fā)展的新階段。物理世界信息的快速獲取要靠感知和測量技術(shù)的支撐來完成,需要提高科學(xué)儀器研制的自主創(chuàng)新能力和提升科學(xué)儀器先進制造業(yè)水平,促進行業(yè)自動化與信息化技術(shù)的發(fā)展,拓展科學(xué)儀器儀表產(chǎn)品的市場需求。可以把科學(xué)儀器制造業(yè)作為一個突破口,支撐過程控制、設(shè)備工況和工藝參數(shù)遠程快速監(jiān)測,同時大力拓展科學(xué)儀器在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、節(jié)能、醫(yī)療、保健等迅速發(fā)展的應(yīng)用市場與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展研究。
2 物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展,需要現(xiàn)代信息感知技術(shù)與先進科學(xué)儀器的支撐,同時也將對培育農(nóng)業(yè)應(yīng)用儀器儀表新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)市場起到很好的推動作用
物聯(lián)網(wǎng)、智慧網(wǎng)等應(yīng)用市場快速發(fā)展,將為現(xiàn)代傳感技術(shù)與科學(xué)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新機遇。隨著我國農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展,生活質(zhì)量的不斷提高,人們對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與生活環(huán)境的要求越來越高,這就需要有適于農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用的先進信息感知與精密儀器產(chǎn)品提供檢測與過程監(jiān)控服務(wù)。
建設(shè)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”,資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè),需要大力推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的科技創(chuàng)新研究,主要包括農(nóng)業(yè)土地與水資源管理,農(nóng)業(yè)土、水、光、熱環(huán)境監(jiān)測,大田種植、設(shè)施園藝、健康養(yǎng)殖生產(chǎn)過程精細化管理,農(nóng)產(chǎn)品與食品加工、貯運、物流過程與產(chǎn)品品質(zhì)可追溯系統(tǒng)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備控制、技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測診斷和服務(wù)調(diào)度等廣闊領(lǐng)域及其對信息感知層、傳輸層與和應(yīng)用層科學(xué)技術(shù)的需求。在物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新研究方面,研究的重點將優(yōu)先集中在信息感知層和應(yīng)用層領(lǐng)域,它們都需要電子信息與精密儀器儀表行業(yè)與產(chǎn)業(yè)界的鼎力支持。
(1) 準確感知—要求研制具有良好環(huán)境適應(yīng)性、低成本、便攜式、面向農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)應(yīng)用的快速檢測傳感器與科學(xué)儀器裝備
為適應(yīng)農(nóng)業(yè)規(guī);、精準化、設(shè)施化的發(fā)展要求,需要大力加強適于農(nóng)業(yè)應(yīng)用的低成本、便攜式快速檢測儀器創(chuàng)新研究。這類儀器應(yīng)適于在露天、苛刻的自然環(huán)境下使用、良好的穩(wěn)定性和可靠性、微功耗、安全性好,適于農(nóng)村基層使用的特點,要著力突破一批瓶頸性的科學(xué)技術(shù)難題,開拓市場需求量大的檢測裝備新產(chǎn)品。例如:農(nóng)田作物管理普遍存在盲目過量施肥,導(dǎo)致農(nóng)田土水環(huán)境惡化、生產(chǎn)投入成本增加、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)污染,迫切需要研制出一類針對土壤成分分析測量、成本較低,可以方便檢測出土壤中N、P、K等元素與重金屬含量的快速檢測儀器,設(shè)施農(nóng)業(yè)生物生長環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品貯藏、運輸、物流配送環(huán)境參數(shù)檢測儀器裝備,集約畜牧養(yǎng)殖系統(tǒng)應(yīng)用的動物病毒快速檢測與疫情早期發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀器裝備等等。
(2)實時監(jiān)控—成為科學(xué)儀器發(fā)揮作用的主要平臺
物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,感知是一方面,信息監(jiān)控又是一方面,同樣需要科學(xué)儀器發(fā)揮作用。當監(jiān)控對象發(fā)生變化的時候,儀器能向智能信息系統(tǒng)或管理人員提供實時數(shù)據(jù)信息,引導(dǎo)適時采取調(diào)控措施。例如在集約化奶牛養(yǎng)殖場中,可以利用RFID對動物個體身份進行識別,提供個性化飼養(yǎng)、動物生理與健康信息自動監(jiān)測與智能管理決策等服務(wù),達到科學(xué)飼養(yǎng)與生產(chǎn)過程精細化管理的目的。
(3)應(yīng)用需求—農(nóng)畜水產(chǎn)品與食品安全、環(huán)境監(jiān)測離不開科學(xué)儀器
從作物生長的農(nóng)田土壤環(huán)境、地表與地下水環(huán)境、光熱、氣候,作物苗情到生物環(huán)境控制與智能化管理信息系統(tǒng),處處離不開科學(xué)儀器的主導(dǎo)作用。作物中的農(nóng)藥殘留也成為人們越來越關(guān)注的問題,人們關(guān)注健康,關(guān)注食品安全,關(guān)注自己所生存的環(huán)境,因此對快速、低成本檢測與儀器儀表技術(shù)提出了更高的要求。
總之,農(nóng)業(yè)應(yīng)用科學(xué)儀器的自主創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展,要靠半導(dǎo)體、芯片技術(shù)、光學(xué)與電子科技、材料科學(xué)和先進精密制造創(chuàng)新的支撐和工藝水平的提高,要靠物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)科學(xué)研究的進步,在應(yīng)用層面上要靠經(jīng)濟社會的發(fā)展和科學(xué)管理水平的提升。提升我國農(nóng)業(yè)應(yīng)用科學(xué)儀器的自主創(chuàng)新能力,大力推進信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合,需要農(nóng)業(yè)生物科學(xué)家和工程科學(xué)家的協(xié)同努力,這是必然的趨勢。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展,將成為創(chuàng)新推動儀器儀表科技進步培育新興產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動力;谛畔⒑椭腔酃芾砗脧(fù)雜的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),解決好農(nóng)業(yè)領(lǐng)域面對的共性關(guān)鍵技術(shù)問題:農(nóng)田耕地等級檢測、土壤力學(xué)性能測試以及對人類身體健康構(gòu)成威脅的重金屬元素的檢測等,加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,都將對信息感知裝備與儀器儀表產(chǎn)業(yè)提出了更加迫切的需求。
汪懋華院士
畢業(yè)于原北京農(nóng)業(yè)機械化學(xué)院農(nóng)業(yè)機械系本科,1962年6月獲蘇聯(lián)技術(shù)科學(xué)(電氣自動化)副博士學(xué)位。1991-1992年間受國家教委選派到曼谷亞洲理工學(xué)院(國際性研究生院)任教。曾歷任國務(wù)院學(xué)位委員會“農(nóng)業(yè)工程學(xué)科評議組”成員兼召集人;農(nóng)業(yè)部教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、副主任委員兼農(nóng)業(yè)工程學(xué)科組長;中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會理事長,副理事長、名譽理事長等。先后擔任聯(lián)合國糧農(nóng)組織農(nóng)業(yè)工程專家組成員;國際農(nóng)業(yè)工程協(xié)會農(nóng)村電氣化與能源分會副理事長;荷蘭Elsevier 出版社“計算機與電子學(xué)農(nóng)業(yè)應(yīng)用”、英國“食品控制”,“歐洲生物系統(tǒng)工程”等國際學(xué)術(shù)刊物國際咨詢編委,農(nóng)業(yè)部科學(xué)技術(shù)委員會常務(wù)委員和農(nóng)業(yè)工程與裝備專業(yè)組副組長等。1995年當選為中國工程院院士。現(xiàn)任教育部現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成研究教育部重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任。專長于農(nóng)業(yè)裝備機電一體化與自動化、農(nóng)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)與信息化、農(nóng)業(yè)生物對象模式識別、基于3S 技術(shù)的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系及智能信息支持技術(shù)研究。本人研究團隊近期工作主要集中于:“農(nóng)田土壤理化環(huán)境信息快速獲取”、“農(nóng)村飲水水質(zhì)快速檢測”、“基于生物傳感器的動物疫情疑似癥狀快速檢測”、“物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究”、“農(nóng)業(yè)裝備智能信息技術(shù)研究”等。2007年被遴選為國際歐亞科學(xué)院院士。
- 【中國農(nóng)業(yè)儀器網(wǎng)】聲明部分文章轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,且不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請在30日內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系。