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直播回放 | AI 如何重塑全球农业:智慧植保引领可持续创新(上)

已有 852 次阅读 2025-1-15 15:21 |个人分类:学术活动|系统分类:博客资讯

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2024 年 12 月 5 日,Frontiers Conversations(前沿面对面)线上活动于北京时间 18:00 再次与大家见面。Frontiers Conversations 是由 Frontiers 主办的系列在线研讨会,该活动将定期邀请领域内专家就学术进展和期刊发展等热点话题与广大学者进行分享与交流。

本期 Frontiers Conversations 邀请到 Frontiers in Plant Science (IF: 4.1|CiteScore: 7.3) 期刊智慧植保栏目主编(Specialty Chief Editor)南京农业大学的舒磊教授、期刊栏目副主编(Associate Editor)阿德莱德大学(University of Adelaide)的乔永亮教授、河南云飞科技发展有限公司产品研发中心的卢春光总监、期刊栏目副主编(Associate Editor)江苏省农业科学院农业设施与装备研究所的黄凯博士、英国谢菲尔德大学计算机科学学院(Department of Computer Science, University of Sheffield)的杨珀教授,五位就 AI 如何重塑全球农业:智慧植保引领可持续创新 相关话题展开分享。此为问答回顾上篇

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您可订阅 【Frontiers开放科学】 视频号观看此次直播回放。

Q&A 环节 - 内容整理

网友提问: 期刊在协助宣传专刊上具体有哪些方式?

Frontiers: Frontiers 的 review 系统进入 interactive review 阶段后,也就是说在作者收到审稿人意见之后,根据审稿人的建议,会根据不同的 revision 要求给到不同的修改期限,分别是 minor revision 小修是 7 天, moderate revision 中修是 10 天,  substantial revision 大修是 14 天,这个是一个基本的修改期限,同时也提供给作者三次直接申请延期的机会,每次可以申请 7 天。在此之外,如果还需要额外申请更长时间的修改,可以邮件联系编辑部  Editorial office 沟通所需要的时间。

网友提问: 在文章写作的过程中,科研人员如何去平衡研究领域的特异性和文章的通用可读性? 

乔永亮教授: 这里可能还是要根据具体的研究领域和方向去平衡。一般来说如果方向不是偏热门的话,你可能需要在背景知识方面介绍更多一点,尤其是涉及到一些分子生物化学方向,有的时候大家可能很难理解到它的一些重要意义,这时候你可能就要着重把它讲清楚,或者可以做一些形象的类比。

总之一句话就是说让外行读起来就能认识到它的意义和重要性。这还有一个策略,我们也可以借鉴一下同行业内其他人发表文章是如何兼顾其专业性和通用性的,学习一下别人的思路。

网友提问: 在摘要的写作过程中,如果说研究结果不完全支持假设的时候,您认为如何在摘要中做有效的表达而不失去吸引力?

 

乔永亮教授: 这种情况也是有的,比方说结果可能是负面的情况,但是负面从某种层面上来看也是有用的,你要想办法把这个有用点表达出来,你可能证明了某种理论或方法在特定领域或问题上并不适用,或难以解决特定问题。这些结论本身也属于研究成果,因此,在撰写研究报告时,应充分展现这些结果的意义和价值,以彰显研究工作的贡献。

Frontiers: 也就是说哪怕是这个结果是不支持假设的,依然有可能呈现出有意义和有价值的发现。我们还是需要努力挖掘这些结果的潜在价值,并以清晰且具有说服力的方式将其展现出来。

乔永亮教授: 是的。

网友提问: 您觉得虫情监测技术估计多久可以应用到全国范围内?特别是在不同气候不同作物或者是在害虫种类下,它的应用效果是怎么样?

卢春光总监: 您说的应该是预测的。监测的话,现在在全国范围内已经全面铺开覆盖了。预测的话,目前很难说构建一个能够涵盖全国范围,并适应不同地区迁飞性病虫害的预测模型。而且各地区迁飞性病虫害的预测研究方法还不一样,所以我们现在也还在初步考虑阶段,这也是一个行业问题

我们现在解决的研究的方向先以棉铃虫为例,目前是在新乡地区,利用现有资料进行模型构建和验证,后续我们会逐步扩大研究范围,并针对不同病虫害的特性进行针对性研究,因为每一种特性都不一样。

病虫害预测不止是一个企业要去攻克、去解决的一个问题,而是一整个行业包括科研系统、企业和植保部门多方协作、共同攻克的一个课题。

无论是监测也好,预测也好,其实最终目标都是为植保部门提供一些科学决策的依据和参考。但真正想要实现准确的病虫害预测,需要较长的周期,持续积累数据,并不断优化模型。

网友提问: 如何考虑平衡杀虫灯的部署成本和其长期的环保效益,特别是在一些资源比较有限的发展中国家或者地区推广时,如何考虑呢?

卢春光总监:  这个问题在刚才报告里有所体现,因为我们本身推广产品推广设备,以项目制方式实施。刚才舒教授也提到了也是一个项目制的,当然我们也有一些种粮大户,但相对来说比较少,我们刚才分享里也提到了效益的分析,推广这一块首先还是我们这个行业,农技推广与服务中心,所以我们也是拿新产品、新成果去那边进行一个推广。

此外,领导对产品提出具体要求,强调首要检视其效果及随后的经济回报,即投入产出是怎样的。据此,我们已进行了相应的测算。显然,提升效益的关键在于与传统方法相比较,如化学防治,后者通常为不得已而采用的方案。

不管是茶叶也好,还是主粮也好,当时我们做的测算是把我们的设备的采购成本,以及未来 3~5 年使用的一些运维成本,就假设我们的设备耗材全部都换一遍的情况,或者按照一定百分比折损的情况下,是怎么样的一个投入。然后,我们考量了不同种植面积下的设备需求,正如刚才舒教授提到的,田间部署的如何更科学一些,我们目前的部署数量基本根据客户的预算情况而定,理论上,部署密度越高越好,例如 3~5 米的间距效果更佳。当然,过高的密度部署会影响整体效益。

所以,我们当时一定要跟传统的化学防治手段去比较。例如,一亩地使用化学防治打几次药,一个生长期喷洒几次农药,每次施药的药物投入是多少?人工成本如何(包括直接人工或者无人机喷洒的费用)?我们当时是这样去测算的,我印象中,我们测算是以每亩地部署 4~6 台设备为基准,与传统化学防治手段(后简称为“化防”)对比,在茶叶种植中也是如此,以确保我们的设备能达到化防的效果。

当时去测算的话,我们设备五年下来的总成本基本上跟化学防治的总成本持平。因为化学防治的初期投入相对较低,例如,一包农药的成本可能是 4~6 元,相当于十几元钱施药 3 次,人工费按照一次 10 或 15 元一亩地计算,基于此,我们测算是花 5 年左右设备花费基本上能跟化防的总成本持平。

当然这还包括了,比如说纯用物理防控手段的话,农残检测费用可以省下来。除此之外,还有可能为你的品牌带来一些溢价,当然这一块我们还没有真正的去印证,当时只是从这个角度来说,认为能为品牌带来一些赋能。

网友提问: 在光伏农业中,如何克服遥感技术和无人机施药的局限性,来确保太阳能杀虫灯能够精准有效地进行植物保护?

黄凯博士: 在光伏农业环境中,尤其是在光伏板下方进行农业种植时,传统的遥感技术和无人机作业会面临局限性。由于光伏板的遮挡,这些技术难以直接监测到板下作物的生长信息。因此,在光伏板下方部署传感器并进行实时监测,是保障精准植物保护的必要措施。

网友提问: 除了利用太阳能杀虫灯进行害虫防治以外,光伏农业在植物保护方面还需要考虑哪些方面的因素?比如说如何应对病害营养管理水分调控这些问题,来确保农业生产的持续性或是调节生态平衡方面的问题?

黄凯博士:  光伏农场环境的特殊性,包括光伏板的遮挡效应和由此引起的局部小气候变化,对农业生产带来了新的挑战。而这个时候我们即便是很资深的专家也无法预测预测光伏板部署后对特定区域长期种植的影响。因此,如同我在此前的报告中强调的,在光伏农场中部署环境传感器,进行实时监测是至关重要的。这些传感器可以帮助我们了解实际的微气候条件和土壤状况等当地的具体情况。根据实时的环境数据,动态调整作物品种、种植方式等种植策略

再次感谢乔永亮教授、卢春光总监、黄凯博士的精彩分享,此为问答环节回顾的上篇,下篇敬请期待, Frontiers Conversations(前沿面对面)的后续活动,也请大家持续关注。

如果您希望申请成为 Frontiers 的客座编委针对某一主题组建前沿专刊(Research Topic),请扫码下方二维码填写相关信息。如您符合要求,Frontiers 相应领域的期刊发展编辑将与您 1 对 1 交流。

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Frontiers in Plant Science 是瑞士出版社 Frontiers 旗下的开放获取期刊,目前位于 JCR 植物科学分区 Q1,中国科学院分区生物学 2 区 top,植物科学 2 区。期刊最新影响因子为  4.1, CitesScore 为 7.3。期刊目前拥有 24 个专栏,涵盖了从作物分子遗传学、细胞生物学和生理学到生态学、进化生物学和植物病原学等各个领域,利用计算机科学、光学、分子生物学、生物化学和基因组学等的最新发展,来探讨植物细胞、个体、种群、到生态系统过程及其背后机制。

期刊主要关注以下 24 个方向:

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