近年來，“元宇宙”相關概念不可謂不火爆。筆者注意到，“農業元宇宙”這個話題最近在圈內圈外火出了天際，各地也爭相推出產業應用案例、提前布局產業融合。此時，有人不禁發問：在眾星捧月之下，究竟有多少企業是在腳踏實地探索與實踐，“農業元宇宙”是否還只是停留在概念階段，到頭來只是一場“空中樓閣”的資本游戲？

現代農業的發展

在了解農業元宇宙之前，我們必須了解現代農業。在人類社會幾千年的發展歷程中，農業始終是一切生產和發展要素的核心和源泉。然而，在工業革命之前，農業本身的發展和技術創新一直處于平穩的時期。自第一次工業革命以來，農業也隨著工業革命的先進科學技術而經歷了迭代和技術革命。

20世紀初，歐美率先將工業領域的先進技術應用于農業。美國和大多數西歐國家，以及日本和亞洲其他地區實現了農業的第一次革命，即農業機械化的廣泛應用。同時也是工業自動化的發展。20世紀中葉，隨著工業自動化的發展，北美和西歐大多數國家同時實現了農業生產的自動化。在這個過程中，農業中化學生物技術的研究并沒有停止。到20世紀下半葉，化肥、農藥及相關農業生物技術已廣泛應用于世界各地的農業生產，大大提高了農業產量。它減少了一些以前人類無法改變的病蟲害，人為地加速了作物本身的自然進化。

每一次工業革命的成果都有極其廣泛的應用，農業不僅是工業革命成就的重要應用場景，也是工業革命的技術原因和動力。因此，在當前工業4.0的背景下，特別是在當前元宇宙概念快速演變的背景下，我們應該如何理解農業元宇宙是必要和重要的。元宇宙的形成是基于海量的數據和多種呈現形式，可以說是包羅萬象的。那么我們首先應該了解農業的數字化升級。

數字農業的三個目的

目前數字農業市場分為三個層次。

一是市場生態的數字化，主要包括電子商務、溯源系統、冷鏈運輸、工廠二維碼知識庫、農產品規格、標簽和尺寸的數字化，以及向消費者交付農產品的平臺，以及消費者對農產品的偏好和市場。偏好等 數字化等相當于幫助農民通過數字平臺將產品和消費者聯系起來，將新鮮產品交付給消費者。

二是平臺端數字化，主要用于縣域或定地基本農田的管理和統計，果蔬糧食種植的數據管理，農資、保險、貸款、自然災害、病蟲害等數字化管理平臺。領導駕駛艙操作、遙感數據等在政府層面，“一網一網”等政務管理平臺可以聯動，如以下平臺展示系統：

三是生產端數字化，主要涵蓋土壤溫度、濕度、PH值、EC值、各種磷、鉀、氮肥力數據、大氣壓力、溫濕度、PM2.5等數據，以及種植區氣象數據，特別是未來雨、雨、溫等數據，以及植物自身的病蟲害， 生長、水分飽和度通過葉面反應、肥力不足等數據，收集所有數據并傳輸到云端，進行綜合植物AI模型的實時云計算，然后獲得精準種植。做出決策，讓相應的電控設備進行智能精準的操作。主要目的是降低成本，提高效率，降低生產過程中的能耗。

數字農業閉環聯動系統

我們知道，AI算法要想有產值，就需要強大的計算能力，而強大的計算能力需要海量數據來饋送（這里所說的算力不是硬件的算力），海量數據需要硬件。或物理數據收集。

首先，上述各種土壤和空氣工廠在生產過程中的數據收集需要傳感器。

其次，傳感器獲取數據后，需要通過有線或無線方式將數據傳輸到云端，但農業種植場景與城市環境和工業環境完全不同，基本上只能使用無線通信。

此外，云端最核心的AI綜合計算，包括傳感器數據、基于先進種植經驗或農業科學院專家的植物生長模型、人工對植物生長的偏好（比如，有些人想少加糖加水）、農產品消費者和市場偏好數據從市場端導入， 或從平臺端導入的市場規劃數據。

最后是AI綜合計算后獲得的種植決策。這里的核心問題之一是種植決策必須由物聯網設備執行。傳統的設備或人力無法滿足人工智能決策準確執行的要求。因此，電控設備本身的物聯網化以及做出決策的通信系統達到應用場景至關重要。要形成農業生產數字化閉環環節體系，以上所有因素缺一不可，否則缺失的零部件將大大降低整體功能。

農業元宇宙的元素

基于AIoT的農業全鏈路數字化在系統中有幾個與元界相對應的要素，包括數字身份、開放性和即時性。

一是建立多維度的數字身份，包括上述農業種植環境和植物本身的各種環境數據。這里提到的多維度包括土壤溫度、濕度、PH、磷、鉀、氮、重金屬含量、環境空氣質量等指標。在數字農業行業中，很多企業都專注于軟件研發，而數字源的重要環節卻被忽視了。

數字來源是更多基于硬件的數據收集和“人”生成的基本數據。迪翠智能目前采用的解決方案是解決傳感器、電控設備和“人”的數據采集和通信問題。在傳統的無線方法中，最關鍵的網絡采用LoRa無線網絡方法，因此可以從網關網絡下的各種傳感器和電控設備即時獲得無線網絡數據。

這里需要強調的是，在中國廣袤的農業平原上，不可能使用有線布局（建立廣域網通信基站更是不現實的）。發生，導致維護成本極高。然后無線選項包括WiFi，藍牙，zigbee，sigfox，LoRa等。總體而言，LoRa實際上是從通信功耗，距離，負載，穩定性和安全性的整體考慮中唯一的選擇。

一般來說，從網關到子節點的通信距離需要達到2km，而普通干電池等電控設備維持通信+傳感器放電或電磁閥的功耗需要2年以上（至少一年）。然后，在通信問題解決后，解決了從傳感器上傳數據的問題，解決了電控設備的秩序，也實現了從數據采集到數據分析再到數據執行，再到執行反饋到云端的數據閉環。它還實現了農業的全鏈路數字化。

二是整合市場平臺數據，引導農業生產。原本遠離市場的種植場景、場面、冷鏈物流，將在元宇宙中隨時隨地參與并融入其中。通過人側的入口，我們可以直接連接到種植場景中的植物，可以根據自己的喜好和需求訂購或索賠，以及成熟后的冷鏈物流連接。

從播種到進食再到口，整個發展過程涉及隨時隨地的參與。元宇宙農業更像是一種與植物和農民在同一種植場景中的社會互動。它可以隨時同步其生長過程和收獲。隨著市場的參與，農產品的核心價值和周邊價值的數字資產，外圍價值包括植物碳匯、獨特的植物觀賞價值（變種蘭花）等，都直接依賴于元宇宙體系的經濟運行體系。

農業元宇宙的價值

科技服務業和農業的核心價值首先是降低成本、提高效率、降低能耗，其次是市場規劃管理、農業生產規劃、配套服務設施的跟進等，第三是有利于環境和作物本身的可持續發展，以滿足人類的需求。進化等

1、經過對元宇宙海量數據的綜合計算，精準的運行使植物保持最佳生長狀態，在設施農業種植現場應用中，作物產量可提高30%（實驗數據經農業科學院驗證）;

2、由于水肥等各種生產要素的精度，以及根據市場需求和科學管理規劃，優化能耗計劃，大大降低能耗，達50%;

3、機械的全自動化操作，包括動作自動化和決策自動化，大大降低了人工成本和技術指導成本，也是降低成本的最重要途徑;

4.部分封閉種植場景，種植有效吸收二氧化碳的作物，同時生產用于碳纖維制造，植物蛋白提取等的植物，數據化可以創造高碳匯;

5、通過元宇宙和數字孿生建模后的頻譜分析，可以總結種植經驗，可以預測產量，可以預防病蟲害，可以提高種植的可控性;

6、通過綜合要素預測可能發生的自然災害，盡早采取預防措施，將損失降到最低;

7、通過元宇宙建立植物數字孿生系統，為植物尋找最佳進化路徑，引導植物種子基因工程研發，人工合理加速植物自然進化;

8、保存最佳種植決策方案，積累海量數據，最終使植物生長方式無限接近自然最優;

9、根據市場規劃、人情偏好、國家政策方針，做出符合市場需求的最合理的農業生產，即按需生產。沒有冗余或缺乏保存農業生產的最佳匹配方法。這對農業生產的價值（價格）穩定和保全生產積極性具有重要意義;

10、農業生產價值平衡，使用價值決定價值，價值決定價格。市場供求信息滯后造成的價值與價格不匹配在社會化中是不可避免的，但基于元界的區塊鏈運行模式，如果農業生產創造的價值以NFT的方式合理匹配和運行，農業生產的市場價值將接近前所未有的穩定和合理。

當然，元宇宙的可探索空間依然無限巨大，我們堅信未來將創造更多不可估量的價值。

農業是民生的基礎，尤其是在這場上海疫情中，或許很多不懂糧食的城市人應該對農業有更深入的了解。主糧、核心肉等農產品是更多的政策和戰略范疇。農業生產周期長。春天決定秋天的產量，但春天不決定秋天的市場。這也是制約農業發展的一大市場因素。

許多果農和農民在價格高企時投入巨資。然而，亞當·斯密的波浪定律并不在每個農民的掌握范圍內，導致供過于求或供不應求（或市場本身對產品偏好有影響，而一些水果市場需求也是周期性的（區域性和季節性的），導致巨大的損失和投資減少等。這樣的事情并不少見。土壤的周期性會讓每個人都不知所措。比如今年種西瓜的土壤，需要在未來2-3年內通過種植綠肥作物來修復，跟不上市場變化的節奏。

元宇宙的功能之一是根據市場需求進行基于訂單的基于索賠的種植。當元宇宙中的虛擬人前往農場時，他可以根據自己的喜好訂購食物，蔬菜和水果，購買和種植它們。相應的真實物理世界與虛擬數據世界逐一匹配，生產過程自動進行，種植產生的價值與需求收集的價值一對一，所有農產品、種植生產物料、物流系統、非同質貨幣等。這是農業生產市場價值的一場巨大革命。

農業元宇宙中AI算法的三個層次

首先是針對植物本身的視覺識別AI算法，包括監控植物本身的數量和生長狀態，并對不符合植物生長趨勢的植物發出警報。其中，生長階段的數據尤為重要，因為植物在發芽、幼苗、開花、開花、結果、打漿、成熟等階段的養分需求量差異較大。這是所有計算環境都需要遵守的數據。然后是識別植物的患病部位和患病部位，營養狀況，識別病蟲害和有害生物，并對害蟲和動物入侵發出預警，生物入侵識別和預警。目前最好的方法是使用圖像識別技術，即首先建立植物的基本模型，然后使用相機收集圖像，然后使用GPU或云主機進行分析和比較，并將最終結果導入到二級算法中。

二是基于第一算法層面的數據，結合上述土壤、空氣、天氣、人為規定的偏好、市場條件、電控設備等數據進行綜合計算。例如，當玉米生銹時，系統會自動檢測當前溫度是否不高于35攝氏度和不低于零攝氏度，未來2小時內是否會下雨，以及水肥一體化機中“芬吡唑”藥罐的液位等。經過大量數據后，進行相應的電磁閥、水泵開關、防蟲等系列操作。或者根據元宇宙的數據分析，發現當一定的溫度、濕度，或者某種土壤元素發生一定程度的變化時，可能會出現銹斑，然后直接切除形成銹斑的必要條件來遏制病害。病毒可能發生。這種應用在設施農業中尤其必要。例如，當植物庇護所中的植物光譜關閉時，必須降低根系濕度，必須降低二氧化碳濃度，必須增加氧氣濃度，否則在短時間內會出現灰霉病。所有這些計算都可以通過元界系統精確地實現。相反，采用非元宇宙技術，實現成本高，精度低。而且，對植物細胞的損傷往往是不可逆的，很難修復和彌補損傷。

第三個算法層次是基于神經網絡學習系統和歐幾里得AI算法系統的深度計算。神經網絡學習系統首先基于第二級的力量，經過數據篩選后得到相應的決策。同時，更重要的作用是通過種植過程中廣泛的勞動者人為地糾正相應的決定。例如，在高海拔地區種植西瓜時，應少施肥，以減少膨脹和自爆的可能性。相反，海南應該施用更多的肥料來促進增長。然而，初始模型的計算能力有限，全球地形和氣候環境也不同。在種植過程中手動校正后，基本模型可用是一個非常重要的因素，它可以使模型能力從10點不斷提高到99.999點，最后無限接近科學種植。

在神經網絡學習系統的基礎上，更需要歐幾里得算法的支持。當然，這也是元宇宙的核心算法之一，或者歐幾里得四維空間本身就是元宇宙（注：不是四維時空，概念問題技術問題本文暫時不會深入討論）。我們將上述所有數據關聯在歐幾里得四維坐標中，建立四維空間坐標圖，然后建立一個無限接近產量或質量的點，并找到一個無線趨向于害蟲或其他減產因子的點。任何一條線后面的數據都是相關的，然后建立相應的數學方程。在我們確定方程的解后，所有數據將被實時計算，計算結果將指導電控設備執行決策。這也是元宇宙的實際著陸方式。

元宇宙農業的永恒

回到元宇宙的精髓，無論概念如何定義，無論是AR/VR/XR還是元界的腦機呈現，還是電子商務打造的虛擬購物中心，還是數字城市的數字孿生，畢竟都是數據的運算。目前，人類必須意識到的這一切都是數據，而數據的操作目前取決于代碼的操作。但所有這些都依賴于電信號和電磁波的傳輸和操作。

讓我們試著想象一下植物生長的光合作用，它將無機物轉化為有機物。除了無機物本身，核心材料是光的能量，光也是電磁波的存在。植物從自然中生長，然后轉化為動物或其他能量。這一切的奧秘就像夜空中的星星，深邃而迷人。

目前，現代農業已經完成了第四次革命，進入了元宇宙的世界，所產生的價值已經不可估量。我們堅信，在農業元宇宙，將會有像真實宇宙一樣浩瀚無盡的探索空間，而我們這些從事農業的人，此時此刻正站在時代的階梯上，仰望星空，勇敢攀登。