日本智慧农业的发展及启示.pdf

2020 年 第 3 期 第 34 卷 总 第 208 期 日 本 问 题 研 究 J a p a n e s e R e s e a r c h V o l 34 N o 3 J u n 2020 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 及 启 示 苏 杭 马 晓 蕾 东 北 财 经 大 学 国 际 经 济 贸 易 学 院 辽 宁 大 连 116025 摘 要 智 慧 农 业 是 大 数 据 和 人 工 智 能 时 代 发 达 国 家 农 业 发 展 的 新 方 向 面 对 农 业 和 农 村 发 展 的 困 境 以 及 贸 易 自 由 化 的 压 力 日 本 政 府 提 出 要 大 力 发 展 智 慧 农 业 以 摆 脱 农 业 劳 动 力 短 缺 的 约 束 提 高 农 业 生 产 效 率 焕 发 农 业 和 农 村 的 发 展 活 力 为 此 日 本 政 府 确 立 了 智 慧 农 业 的 五 大 发 展 目 标 在 发 展 实 践 中 日 本 智 慧 农 业 的 实 践 主 要 表 现 在 无 人 机 技 术 的 应 用 机 器 人 与 人 工 智 能 的 应 用 以 及 物 联 网 的 应 用 等 几 方 面 政 府 大 力 扶 持 和 产 学 研 合 作 是 日 本 智 慧 农 业 发 展 的 突 出 特 点 和 成 功 经 验 此 外 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 还 以 农 产 品 国 际 竞 争 力 的 提 升 为 目 标 取 得 了 很 好 的 效 果 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 对 正 在 推 动 农 业 信 息 化 和 智 能 化 发 展 的 中 国 农 业 具 有 较 强 的 参 考 和 借 鉴 价 值 关 键 词 日 本 智 慧 农 业 无 人 机 人 工 智 能 物 联 网 中 图 分 类 号 F 1 3 1 7 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 4 2 4 5 8 2 0 2 0 0 3 0 0 2 9 0 8 D O I 1 0 1 4 1 5 6 j c n k i r b w t y j 2 0 2 0 0 3 0 0 4 在 信 息 化 发 展 水 平 较 高 的 发 达 国 家 智 慧 农 业 已 经 成 为 农 业 发 展 的 新 方 向 1 战 后 日 本 农 业 发 展 以 高 关 税 高 补 贴 著 称 2 3 4 5 但 随 着 国 内 外 政 治 经 济 环 境 的 变 化 日 本 的 农 业 政 策 也 不 断 经 历 调 整 6 7 8 9 以 提 升 农 业 竞 争 力 10 增 加 农 民 的 收 入 11 面 对 贸 易 自 由 化 和 人 口 老 龄 少 子 化 的 挑 战 发 展 智 慧 农 业 已 成 为 日 本 缓 解 劳 动 力 短 缺 提 高 农 业 生 产 效 率 焕 发 农 业 活 力 的 必 由 之 路 一 日 本 发 展 智 慧 农 业 的 背 景 所 谓 智 慧 农 业 是 指 使 用 机 器 人 ICT In formation and Communication Technology 等 先 进 技 术 以 节 约 劳 动 力 和 实 现 高 品 质 生 产 为 目 标 的 新 型 农 业 形 态 日 本 加 快 发 展 智 慧 农 业 一 方 面 是 为 了 顺 应 农 业 信 息 化 和 贸 易 自 由 化 发 展 的 需 要 另 一 方 面 也 是 为 了 缓 解 人 口 老 龄 少 子 化 给 日 本 农 业 和 农 村 带 来 的 消 极 影 响 为 日 本 农 业 和 农 村 发 展 增 添 新 动 能 一 农 业 发 展 面 临 严 峻 挑 战 伴 随 一 国 工 业 化 和 城 市 化 发 展 农 业 人 口 出 现 下 降 是 一 个 必 然 的 趋 势 战 后 日 本 经 济 高 速 增 长 在 推 动 劳 动 人 口 向 制 造 业 和 服 务 业 积 聚 的 同 时 也 带 来 了 农 业 人 口 的 下 降 1960 年 日 本 的 农 业 就 业 人 口 还 高 达 1 454 万 人 到 了 1995 年 就 已 经 萎 缩 至 414 万 人 2015 年 进 一 步 减 少 至 210 万 人 12 与 此 同 时 受 日 本 人 口 发 展 老 龄 少 子 化 趋 势 的 影 响 农 业 从 业 人 口 短 缺 和 老 龄 化 问 题 日 益 严 峻 参 见 表 1 农 业 就 业 人 口 的 平 均 年 龄 已 达 67 岁 加 之 相 对 于 其 他 产 业 而 言 从 事 农 业 劳 动 的 收 益 相 对 较 少 年 轻 人 普 遍 不 愿 意 继 承 导 致 日 本 农 业 生 产 呈 现 出 后 继 无 人 的 窘 境 人 口 少 子 化 趋 势 加 剧 了 收 稿 日 期 2020 03 13 基 金 项 目 国 家 社 科 基 金 一 般 项 目 一 带 一 路 倡 议 下 我 国 制 造 业ODI 网 络 化 发 展 与 价 值 链 升 级 研 究 17BJL061 作 者 简 介 苏 杭 1975 女 辽 宁 大 连 人 经 济 学 博 士 教 授 博 士 生 导 师 主 要 从 事 日 本 经 济 研 究 9 2 农 业 人 口 中 青 年 劳 动 力 供 给 不 足 的 困 境 尽 管 日 本 政 府 采 取 了 积 极 措 施 吸 引 年 轻 人 从 事 农 业 生 产 但 如 果 不 改 变 农 业 生 产 的 传 统 形 象 那 么 是 很 难 吸 引 年 轻 劳 动 力 向 农 业 部 门 转 移 的 在 无 法 有 效 吸 纳 年 轻 劳 动 力 的 情 况 下 现 有 的 农 业 劳 动 者 不 得 不 继 续 经 营 下 去 日 本 农 业 人 口 老 龄 化 问 题 变 得 愈 加 严 重 13 老 龄 化 已 成 为 日 本 农 业 人 口 的 突 出 特 点 与 此 同 时 老 龄 化 带 来 的 生 产 效 率 低 下 以 及 土 地 撂 荒 问 题 日 趋 严 重 实 现 农 业 效 率 的 提 升 和 农 业 可 持 续 发 展 已 迫 在 眉 睫 此 外 日 本 农 业 生 产 专 业 化 水 平 较 高 如 何 向 新 加 入 的 年 轻 劳 动 力 传 授 农 业 栽 培 技 术 以 及 专 有 农 业 技 术 也 是 一 个 现 实 问 题 表 1 日 本 农 业 劳 动 人 口 2010 年 2015 年 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 农 业 总 就 业 人 口 万 人 260 6 209 7 192 2 181 6 175 3 168 1 65 岁 以 上 就 业 人 口 万 人 160 5 133 1 125 4 120 7 120 0 118 0 平 均 年 龄 岁 65 8 66 4 66 8 66 7 66 8 67 0 农 业 基 础 就 业 人 口 万 人 205 1 175 4 158 6 150 7 145 1 140 4 65 岁 以 上 基 础 就 业 人 口 万 人 125 3 113 2 103 1 100 1 98 7 97 9 基 础 就 业 人 口 平 均 年 龄 岁 66 1 67 0 66 8 66 6 66 6 66 8 资 料 来 源 農 林 水 産 省 農 業 労 働 力 関 統 計 https www maff go jp j tokei sihyo data 08 html 1 为 应 对 农 业 发 展 面 临 的 严 峻 挑 战 日 本 政 府 积 极 推 动 发 展 智 慧 农 业 推 动 农 业 向 信 息 化 智 能 化 方 向 发 展 信 息 通 信 技 术 的 推 广 不 仅 可 以 大 幅 减 轻 农 业 劳 作 的 压 力 提 升 农 业 对 青 年 人 和 女 性 劳 动 者 的 吸 引 力 而 且 有 助 于 促 进 日 本 各 地 生 产 出 高 附 加 值 和 高 品 质 的 农 产 品 增 强 日 本 农 业 的 魅 力 和 国 际 竞 争 力 二 农 产 品 贸 易 自 由 化 压 力 增 加 战 后 日 本 政 府 出 于 确 保 粮 食 安 全 和 保 护 农 民 利 益 的 考 虑 采 用 税 收 补 贴 以 及 进 口 限 制 等 手 段 对 农 业 加 以 保 护 过 度 保 护 的 结 果 是 日 本 农 业 的 生 产 效 率 低 下 农 业 由 此 成 为 日 本 参 加 自 由 化 谈 判 的 短 板 14 安 倍 再 次 执 政 后 日 本 政 府 加 快 了 高 水 平 贸 易 自 由 化 发 展 的 步 伐 农 产 品 贸 易 自 由 化 的 压 力 进 一 步 增 加 以 跨 太 平 洋 伙 伴 关 系 协 定 TPP 为 例 作 为 高 水 准 的 贸 易 自 由 化 协 定 TPP 要 求 农 业 市 场 完 全 开 放 完 全 市 场 竞 争 以 及 农 业 市 场 的 便 利 化 和 透 明 化 日 本 要 签 署 高 水 平 的 贸 易 自 由 化 协 定 就 必 须 提 升 国 内 农 业 的 竞 争 力 面 对 农 产 品 贸 易 自 由 化 带 来 的 压 力 日 本 政 府 采 取 了 积 极 的 应 对 措 施 将 智 能 农 业 技 术 引 入 农 业 生 产 过 程 以 农 业 的 信 息 化 和 智 能 化 发 展 作 为 应 对 加 入 TPP 等 高 水 平 自 由 贸 易 协 定 后 农 业 领 域 面 临 挑 战 的 有 效 手 段 日 本 以 农 业 物 联 网 作 为 信 息 主 体 源 积 极 普 及 农 用 机 器 人 和 农 业 物 联 网 技 术 推 动 智 慧 农 业 的 发 展 日 本 政 府 十 分 注 重 推 广 使 用 农 业 物 联 网 技 术 早 在 2004 年 日 本 总 务 省 就 曾 提 出 U Japan 计 划 将 农 业 物 联 网 的 发 展 列 入 政 府 的 工 作 计 划 农 业 物 联 网 的 推 广 便 于 农 户 应 用 信 息 技 术 来 解 决 农 业 生 产 中 的 播 种 控 制 质 量 安 全 以 及 成 本 削 减 等 问 题 不 仅 有 效 解 决 了 农 业 生 产 劳 动 力 短 缺 的 问 题 而 且 大 大 提 升 了 日 本 农 业 的 生 产 能 力 和 效 率 获 得 了 很 好 的 经 济 效 益 和 生 态 效 益 发 展 智 慧 农 业 不 仅 有 利 于 提 升 日 本 农 业 的 生 产 效 率 和 国 际 竞 争 力 而 且 有 助 于 改 变 日 本 一 直 以 来 以 防 御 为 特 点 的 农 业 政 策 赋 予 日 本 农 业 政 策 更 多 的 实 施 空 间 和 可 能 性 三 日 本 农 业 政 策 积 极 推 动 面 对 农 业 和 农 村 发 展 面 临 的 严 峻 挑 战 以 及 农 产 品 贸 易 自 由 化 的 压 力 日 本 政 府 逐 步 改 变 已 经 推 行 了 几 十 年 的 以 保 护 为 基 调 的 防 御 型 农 业 政 策 转 向 以 提 升 竞 争 力 为 目 标 的 进 攻 型 农 业 政 策 而 要 提 高 农 业 竞 争 力 就 需 要 顺 应 现 代 科 技 发 展 潮 流 把 大 数 据 机 器 人 和 人 工 智 能 等 先 进 技 术 引 入 农 业 生 产 过 程 改 造 传 统 的 农 业 发 展 形 态 实 现 从 经 验 种 田 到 智 慧 种 田 的 转 变 为 加 快 推 进 农 业 信 息 化 智 能 化 发 展 日 本 政 府 鼓 励 企 业 在 发 挥 自 身 技 术 优 势 的 基 础 上 跨 界 进 入 农 业 技 术 研 发 领 域 成 为 智 慧 农 业 发 展 积 极 的 参 与 者 在 政 府 政 策 的 带 动 下 东 芝 公 司 松 下 公 司 等 日 本 电 子 企 业 0 3 日 本 问 题 研 究 2020 年 第 3 期 凭 借 自 身 的 技 术 优 势 转 型 成 为 农 业 新 技 术 的 供 应 商 和 服 务 商 以 松 下 公 司 为 例 该 公 司 开 发 的 UV B 技 术 可 以 通 过 调 节 紫 外 线 对 植 物 的 照 射 诱 导 植 物 本 身 的 抗 性 如 抗 病 性 抗 害 性 这 一 新 技 术 可 以 在 有 效 控 制 病 虫 害 发 生 的 同 时 大 幅 减 少 农 药 的 使 用 量 进 而 有 效 减 少 对 环 境 的 污 染 实 现 绿 色 生 产 大 量 新 技 术 的 介 入 还 有 助 于 减 少 农 业 生 产 所 需 的 人 力 不 仅 降 低 了 农 业 生 产 经 营 的 成 本 扭 转 日 本 农 业 生 产 的 高 成 本 结 构 而 且 在 一 定 程 度 上 缓 解 了 日 本 农 业 后 继 无 人 的 问 题 在 日 本 政 府 的 积 极 引 导 下 不 仅 电 子 企 业 参 与 智 能 农 业 的 技 术 开 发 汽 车 生 物 和 新 能 源 行 业 的 企 业 也 积 极 进 军 智 慧 农 业 形 成 了 多 方 参 与 协 同 发 展 的 新 局 面 二 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 目 标 与 发 展 实 践 智 慧 农 业 是 日 本 主 动 顺 应 信 息 化 和 贸 易 自 由 化 发 展 带 来 的 新 挑 战 寻 求 日 本 农 业 发 展 新 方 向 的 有 益 探 索 基 于 日 本 的 国 情 和 农 业 发 展 实 际 日 本 的 智 慧 农 业 已 呈 现 出 目 标 多 元 特 色 发 展 的 态 势 一 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 目 标 为 推 动 智 慧 农 业 的 发 展 日 本 集 合 多 方 力 量 成 立 面 向 智 慧 农 业 研 究 会 对 智 慧 农 业 的 发 展 进 行 规 划 和 设 计 并 提 出 智 慧 农 业 的 五 大 发 展 目 标 1 农 业 生 产 的 规 模 化 和 省 力 化 面 对 日 本 农 业 劳 动 人 口 老 龄 化 的 严 峻 形 势 提 高 农 业 生 产 效 率 降 低 农 业 劳 动 强 度 吸 引 年 轻 人 和 女 性 劳 动 者 进 入 农 业 生 产 已 迫 在 眉 睫 为 此 需 要 在 农 业 生 产 中 引 入 无 人 机 技 术 无 人 驾 驶 技 术 和 人 工 智 能 实 现 无 人 自 主 农 机 车 24 h 不 间 断 作 业 打 破 农 业 作 业 时 间 的 约 束 通 过 农 业 机 械 自 动 导 航 技 术 实 现 夜 间 作 业 大 大 降 低 农 业 生 产 的 劳 动 强 度 使 农 业 生 产 智 慧 化 省 力 化 2 农 业 生 产 的 精 细 化 和 品 质 化 通 过 在 农 业 生 产 中 引 入 ICT 技 术 和 人 工 智 能 对 农 作 物 实 施 精 细 化 栽 培 提 高 农 作 物 的 产 量 和 品 质 实 现 农 业 环 境 控 制 的 高 度 自 动 化 和 农 业 作 业 管 理 的 可 视 化 获 取 温 度 湿 度 日 照 等 数 据 实 现 远 程 操 作 和 云 数 据 化 实 现 自 助 机 器 人 沿 轨 道 行 走 利 用 LED 灯 等 设 备 对 植 株 进 行 监 测 并 形 成 光 合 作 用 彩 色 成 像 图 供 农 户 调 整 温 度 湿 度 进 行 精 细 化 种 植 3 农 业 生 产 的 轻 松 化 通 过 引 入 无 人 机 机 器 人 等 把 农 民 从 繁 重 的 农 业 劳 动 中 解 放 出 来 开 发 可 辅 助 重 物 装 卸 等 作 业 的 可 穿 戴 式 机 器 人 As sistSuite 让 农 业 生 产 轻 松 化 便 利 化 4 农 业 生 产 的 低 门 槛 化 开 发 可 以 利 用 GPS GlobalPositioningSystem 全 球 定 位 系 统 进 行 自 动 驾 驶 的 拖 拉 机 通 过 预 先 输 入 的 农 场 GPS 信 息 对 指 定 区 域 进 行 自 主 耕 作 降 低 农 业 机 械 操 作 的 难 度 让 缺 乏 农 业 劳 作 经 验 的 人 也 可 以 轻 松 使 用 为 应 对 日 本 农 业 向 规 模 化 经 营 发 展 过 程 中 面 临 的 劳 动 力 不 足 问 题 提 高 农 业 生 产 的 自 动 化 和 智 能 化 水 平 利 用 人 工 智 能 将 农 业 生 产 经 验 know how 等 知 识 化 便 于 新 规 从 业 者 尽 快 掌 握 相 关 技 术 和 技 能 5 农 业 生 产 的 安 心 化 扩 大 现 代 信 息 技 术 在 农 业 生 产 中 的 应 用 对 农 业 种 植 基 地 进 行 物 联 网 改 造 实 现 农 业 可 视 化 远 程 诊 断 远 程 控 制 自 动 预 警 等 智 能 化 管 理 使 农 业 生 产 变 得 更 加 自 动 化 标 准 化 精 准 化 可 追 溯 在 减 少 人 力 投 入 降 低 种 植 成 本 的 同 时 培 育 出 优 质 高 产 的 农 产 品 让 消 费 者 安 心 放 心 二 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 实 践 1 无 人 机 技 术 的 应 用 日 本 植 保 无 人 机 的 研 制 始 于 20 世 纪 80 年 代 1991 年 农 林 水 产 省 出 台 推 广 植 保 无 人 机 在 稻 田 中 应 用 的 鼓 励 政 策 加 速 了 植 保 无 人 机 在 日 本 农 业 领 域 的 应 用 早 期 无 人 机 主 要 被 用 于 农 业 喷 洒 实 践 经 过 20 多 年 的 发 展 日 本 无 人 机 的 数 量 已 经 从 1995 年 的 307 架 增 加 到 2400 多 架 操 作 人 员 达 到 14000 多 人 成 为 世 界 上 农 用 无 人 机 喷 药 第 一 大 国 15 伴 随 无 人 机 的 普 及 其 功 能 也 从 喷 洒 转 向 翻 地 耙 地 旋 耕 起 垄 播 种 喷 药 收 割 等 多 作 业 领 域 为 农 业 生 产 注 入 智 能 化 基 因 帮 助 农 业 劳 动 者 减 负 增 产 在 无 人 机 被 广 泛 应 用 于 智 慧 农 业 实 践 的 过 程 中 日 本 无 人 机 企 业 将 其 他 技 术 与 无 人 机 技 术 相 融 合 赋 予 无 人 机 更 加 广 泛 的 用 途 一 些 无 人 机 搭 载 测 绘 相 机 或 农 业 多 光 谱 相 机 对 农 田 进 行 遥 感 观 测 了 解 作 物 长 势 进 行 病 虫 害 分 析 为 农 业 生 产 决 策 提 供 数 据 支 持 OPTiM 公 司 与 佐 贺 县 农 林 水 产 部 以 及 佐 贺 大 学 联 合 研 制 出 能 在 夜 间 作 业 的 无 人 机 可 以 使 用 GPS 系 统 进 行 自 动 飞 行 路 线 设 定 1 3 经 济 研 究 苏 杭 等 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 及 启 示 无 人 机 下 方 垂 挂 的 光 源 能 够 吸 引 害 虫 靠 近 并 使 用 高 压 电 来 杀 虫 此 外 还 可 以 利 用 无 人 机 观 测 农 作 物 的 生 长 状 况 制 作 栽 培 报 告 及 农 场 地 图 而 图 像 分 析 技 术 可 以 帮 助 农 民 及 时 把 握 收 获 时 机 提 高 农 作 物 的 产 量 和 质 量 2 机 器 人 与 人 工 智 能 的 应 用 农 用 机 械 智 慧 化 是 人 工 智 能 驱 动 农 业 智 慧 化 发 展 的 重 要 一 环 也 是 传 统 农 业 向 智 慧 农 业 转 型 的 必 由 之 路 机 器 人 和 人 工 智 能 技 术 在 日 本 农 业 领 域 的 应 用 集 中 在 土 壤 病 虫 害 探 测 等 智 能 识 别 领 域 耕 作 播 种 采 摘 等 智 能 机 器 人 应 用 领 域 以 及 禽 畜 智 能 穿 戴 设 备 等 领 域 日 本 半 导 体 企 业 ROHM 与 日 本 大 学 合 作 研 制 出 智 能 化 的 土 壤 感 测 器 只 要 把 感 测 器 插 进 土 里 就 可 以 感 测 到 土 壤 的 相 关 信 息 包 括 酸 碱 值 湿 度 等 数 值 由 于 使 用 了 ROHM 公 司 的 单 晶 片 感 测 解 决 方 案 和 Sub 1GHz 通 讯 技 术 标 准 农 户 可 以 便 捷 地 掌 握 土 壤 的 各 项 情 况 通 过 电 脑 智 能 分 析 确 定 土 壤 肥 力 并 精 准 地 判 断 出 各 分 片 土 地 适 宜 栽 种 的 农 作 物 品 种 在 北 海 道 芦 别 市 常 磐 町 农 户 们 在 农 用 拖 拉 机 上 引 入 GNSS GlobalNavigationSatel liteSystem 技 术 使 用 GNSS 定 位 及 数 字 显 示 辅 助 驾 驶 员 选 择 最 优 路 线 行 进 降 低 路 线 重 叠 导 致 的 浪 费 与 此 同 时 农 户 还 将 可 变 速 率 技 术 VRTs 和 GNSS 的 定 位 功 能 与 其 他 传 感 器 和 数 字 地 图 信 息 相 结 合 对 农 作 物 的 生 长 情 况 开 展 定 点 监 测 并 精 确 使 用 农 药 青 森 县 弘 前 市 则 采 用 了 久 保 田 公 司 的 智 能 农 业 系 统 针 对 想 要 扩 大 规 模 的 承 包 种 田 大 户 收 集 和 活 用 农 业 生 产 以 及 农 作 物 信 息 在 农 机 里 安 装 食 味 感 知 器 在 收 割 过 程 中 或 过 程 后 就 能 立 即 感 应 出 作 物 所 含 的 蛋 白 质 和 水 分 含 量 并 根 据 各 地 的 偏 差 及 时 调 整 施 肥 计 划 日 本 Farmnote 公 司 开 发 出 一 款 采 用 虚 拟 围 栏 技 术 可 用 于 奶 牛 的 可 穿 戴 设 备 FarmnoteColor 可 实 时 收 集 奶 牛 的 个 体 信 息 Farmnote 公 司 通 过 配 套 软 件 对 这 些 信 息 进 行 分 析 采 用 人 工 智 能 技 术 判 断 奶 牛 是 否 出 现 生 病 排 卵 抑 或 生 产 等 情 况 并 将 相 应 信 息 推 送 给 相 关 农 户 以 便 农 户 及 时 进 行 处 理 3 物 联 网 的 应 用 传 统 农 业 生 产 易 受 天 气 和 外 部 环 境 变 化 的 影 响 而 借 助 以 传 感 感 知 智 能 处 理 为 核 心 的 农 业 物 联 网 技 术 不 仅 可 以 降 低 天 气 和 外 部 环 境 变 化 的 影 响 而 且 可 以 提 高 产 出 效 率 并 降 低 农 业 生 产 对 化 石 燃 料 的 依 赖 最 大 限 度 减 少 资 源 使 用 以 及 实 现 农 业 的 可 持 续 发 展 为 此 实 现 了 信 息 技 术 与 现 代 农 业 种 植 管 理 相 融 合 的 农 业 物 联 网 技 术 成 为 日 本 智 慧 农 业 发 展 的 另 一 重 点 推 进 领 域 以 生 产 生 菜 而 闻 名 的 长 野 县 川 上 市 入 选 经 济 产 业 省 地 方 版 物 联 网 推 动 研 究 所 全 面 推 广 基 于 物 联 网 技 术 的 智 慧 农 业 为 实 现 智 慧 农 业 川 上 市 积 极 寻 求 与 大 学 及 企 业 间 的 合 作 与 NTTDoCoMo 公 司 合 作 探 索 使 用 物 联 网 专 用 通 信 规 格 LPWA 进 行 农 地 利 用 实 验 尝 试 以 微 弱 电 力 用 于 农 业 作 业 的 信 息 交 换 NTTDoCoMo 公 司 开 发 出 一 套 水 管 理 辅 助 系 统 Paddy Watch 借 助 该 系 统 从 事 水 稻 种 植 的 农 户 可 以 将 传 感 器 获 得 的 多 种 信 息 存 储 在 云 端 的 农 业 物 联 网 农 户 只 需 在 水 田 中 预 先 设 置 内 置 NTTDoCoMo 通 信 模 块 的 传 感 器 装 置 系 统 每 10min 就 会 提 取 1 次 水 位 水 温 温 度 和 湿 度 信 息 每 小 时 通 过 NTTDoCoMo 网 络 向 云 端 存 储 1 次 数 据 农 户 通 过 智 能 手 机 应 用 来 操 控 足 不 出 户 就 可 以 了 解 水 田 的 状 况 并 实 施 高 效 率 操 作 农 户 还 可 以 通 过 对 储 存 信 息 的 分 析 预 测 最 佳 的 种 植 期 并 制 定 生 产 计 划 在 Paddy Watch 系 统 基 础 之 上 NTTDoCoMo 还 引 入 Agri Note 系 统 通 过 两 者 联 动 可 自 动 将 传 感 器 获 得 的 信 息 记 录 到 Agri Note 中 实 现 更 高 效 的 农 业 管 理 农 业 物 联 网 技 术 的 推 广 改 变 了 农 业 主 要 依 赖 经 验 与 直 觉 发 展 的 现 状 实 现 了 农 业 生 产 和 管 理 的 可 视 化 提 高 了 日 本 农 业 生 产 的 效 率 三 日 本 智 慧 农 业 发 展 的 启 示 一 政 府 的 大 力 支 持 政 府 扶 持 是 战 后 日 本 农 业 发 展 的 重 要 特 征 之 一 对 内 实 行 农 业 补 贴 对 外 采 取 贸 易 保 护 是 日 本 政 府 长 期 坚 持 的 农 业 政 策 16 然 而 伴 随 人 口 老 龄 少 子 化 趋 势 的 加 剧 日 本 农 业 和 农 村 经 济 发 展 面 临 严 峻 挑 战 17 与 此 同 时 随 着 日 本 参 与 双 边 及 地 区 贸 易 自 由 化 步 伐 的 加 快 18 日 本 政 府 开 始 改 变 推 行 了 数 十 年 的 以 保 护 为 基 调 的 防 御 型 农 业 政 策 转 向 进 攻 型 农 业 政 策 积 极 谋 求 提 升 日 本 农 业 竞 争 力 在 智 慧 农 业 发 展 的 过 程 中 日 本 政 府 采 取 了 鼓 励 和 扶 持 的 政 策 导 向 积 极 为 参 与 智 慧 农 业 发 展 的 农 户 和 企 业 提 供 资 金 技 术 和 政 策 支 持 2 3 日 本 问 题 研 究 2020 年 第 3 期 1 制 度 保 障 早 在 2013 年 11 月 日 本 农 林 水 产 省 就 设 立 面 向 智 慧 农 业 研 究 会 专 门 探 讨 智 慧 农 业 在 日 本 的 发 展 前 景 及 实 现 路 径 并 探 讨 如 何 确 保 机 器 人 技 术 在 农 业 领 域 应 用 的 安 全 性 2016 年 4 月 日 本 政 府 召 开 第 5 次 面 向 未 来 投 资 官 民 对 话 会 议 安 倍 首 相 在 会 上 提 出 设 定 人 工 智 能 研 发 目 标 和 产 业 化 路 线 图 以 及 组 建 人 工 智 能 技 术 战 略 会 议 的 设 想 随 后 日 本 政 府 建 立 人 工 智 能 技 术 战 略 会 议 将 其 作 为 国 家 层 面 的 综 合 管 理 机 构 协 调 总 务 省 文 部 科 学 省 和 经 济 产 业 省 的 力 量 促 进 人 工 智 能 的 发 展 及 在 农 业 领 域 的 应 用 2017 年 日 本 政 府 临 时 内 阁 会 议 通 过 名 为 未 来 投 资 战 略 的 经 济 增 长 新 战 略 确 定 以 人 才 投 资 为 支 柱 重 点 推 动 物 联 网 建 设 和 人 工 智 能 的 应 用 未 来 投 资 战 略 提 出 要 大 力 推 进 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 实 施 机 器 人 新 战 略 推 动 人 工 智 能 物 联 网 大 数 据 和 机 器 人 在 农 业 生 产 中 的 应 用 以 解 决 农 业 生 产 迫 在 眉 睫 的 人 力 短 缺 问 题 推 动 农 业 数 据 标 准 化 建 设 充 实 农 业 数 据 合 作 基 础 为 有 效 应 对 农 业 劳 动 人 口 老 龄 化 带 来 的 人 力 不 足 问 题 日 本 农 林 水 产 省 于 2019 年 3 月 18 日 公 布 了 一 项 农 用 小 型 无 人 机 推 广 计 划 根 据 这 一 新 计 划 日 本 全 国 一 半 以 上 的 水 田 小 麦 田 和 大 豆 田 将 在 2022 年 前 引 入 农 用 无 人 机 以 期 减 少 农 业 生 产 所 需 的 人 力 提 高 农 业 生 产 的 效 率 此 外 农 林 水 产 省 还 在 全 国 多 地 开 展 以 推 广 小 型 无 人 机 和 无 人 拖 拉 机 为 目 标 的 智 慧 农 业 实 证 试 验 农 林 水 产 省 期 望 通 过 实 证 试 验 来 推 动 智 慧 农 业 的 发 展 以 应 对 农 业 劳 动 人 口 老 龄 化 和 劳 动 力 不 足 并 希 望 通 过 提 高 农 业 生 产 效 率 进 而 增 强 日 本 农 产 品 的 国 际 竞 争 力 参 加 实 证 试 验 的 农 业 经 营 者 来 自 日 本 各 地 涉 及 的 方 案 也 多 种 多 样 例 如 宫 城 县 的 团 队 以 面 向 出 口 的 低 成 本 大 米 为 主 题 计 划 开 发 运 用 智 能 手 机 管 理 水 田 用 水 的 系 统 充 分 利 用 无 人 拖 拉 机 和 农 药 喷 洒 无 人 机 进 行 耕 作 北 海 道 的 团 队 提 出 要 利 用 机 器 人 替 代 人 力 采 摘 西 红 柿 智 慧 农 业 实 证 试 验 从 2019 年 开 始 预 计 持 续 到 2020 年 农 林 水 产 省 将 根 据 实 证 试 验 收 集 到 的 结 果 探 讨 更 符 合 日 本 农 业 生 产 实 际 的 小 型 无 人 机 和 无 人 拖 拉 机 推 广 方 案 日 本 政 府 希 望 到 2025 年 时 智 慧 农 业 的 推 广 能 达 到 一 定 规 模 2 资 金 支 持 智 慧 农 业 的 发 展 建 立 在 对 机 器 人 ICT 等 先 进 技 术 使 用 的 基 础 上 普 通 农 户 根 本 无 力 承 担 新 技 术 使 用 所 需 的 资 金 投 入 因 此 政 府 的 资 金 扶 持 就 显 得 尤 为 必 要 而 日 本 政 府 也 不 遗 余 力 对 智 慧 农 业 投 入 巨 额 的 资 金 支 持 以 2017 年 度 政 府 预 算 为 例 列 支 500 亿 日 元 包 括 补 贴 用 于 新 一 代 农 林 水 产 创 新 技 术 的 研 发 40 88 亿 日 元 包 括 补 贴 用 于 重 点 委 托 智 慧 农 业 专 题 研 究 项 目 在 2016 年 度 补 充 预 算 中 列 支 117 亿 日 元 包 括 补 贴 用 于 创 新 性 技 术 与 目 标 明 确 技 术 的 研 发 以 及 熟 练 农 民 经 验 的 可 视 化 项 目 研 究 为 加 快 智 慧 农 业 的 发 展 速 度 农 林 水 产 省 将 2019 年 度 预 算 提 高 18 5 其 中 专 门 为 智 慧 农 业 加 速 化 实 证 项 目 拨 款 50 亿 日 元 用 于 促 进 农 业 从 业 者 集 约 化 的 资 金 达 到 244 74 亿 日 元 拨 款 80 90 亿 日 元 专 门 用 于 提 升 日 本 农 产 品 的 出 口 竞 争 力 19 此 外 日 本 还 通 过 了 农 业 现 代 化 资 金 补 助 法 对 参 与 智 慧 农 业 的 农 户 每 户 补 贴 600 万 日 元 农 业 合 作 社 补 贴 5000 万 日 元 二 多 方 的 广 泛 参 与 伴 随 日 本 农 业 人 口 老 龄 化 趋 势 的 加 剧 发 展 智 慧 农 业 通 过 对 机 器 人 ICT 等 先 进 技 术 的 使 用 提 高 农 业 生 产 效 率 在 日 本 获 得 了 广 泛 的 社 会 共 识 也 吸 引 了 越 来 越 多 的 企 业 和 科 研 机 构 的 参 与 日 本 三 大 电 信 商 NTT DoCoMo KDDI 和 软 银 Soft bank 先 后 进 军 物 联 网 技 术 研 发 将 其 运 用 到 农 业 领 域 农 业 机 械 生 产 企 业 久 保 田 公 司 推 出 了 可 完 成 无 人 耕 作 任 务 的 自 动 驾 驶 拖 拉 机 可 根 据 预 先 输 入 的 农 田 形 状 和 面 积 数 据 由 拖 拉 机 自 动 控 制 方 向 盘 和 耕 作 装 置 即 使 是 在 凹 凸 不 平 或 浸 水 的 田 间 也 可 稳 定 行 驶 基 于 未 来 市 场 不 断 扩 大 的 预 期 久 保 田 公 司 计 划 在 未 来 10 年 内 在 日 本 全 国 建 立 15 个 自 有 农 场 用 作 IT 农 业 的 试 验 场 如 前 所 述 日 本 政 府 为 提 升 日 本 农 业 的 生 产 效 率 和 竞 争 力 而 推 出 了 很 多 鼓 励 性 政 策 包 括 放 松 企 3 3 经 济 研 究 苏 杭 等 日 本 智 慧 农 业 的 发 展 及 启 示 参 加 此 次 试 验 的69 个 方 案 是 农 林 水 产 省 从 全 国252 个 应 征 试 验 方 案 中 选 出 的 所 有 的 试 验 方 案 均 由 农 业 经 营 者 和 自 治 体 或 研 究 机 构 联 合 制 定 的 试 验 方 案 涉 及 范 围 广 泛 有 水 稻 种 植 旱 地 耕 作 蔬 菜 栽 培 养 殖 等 在 地 域 上 也 选 择 了 多 种 条 件 的 农 业 用 地 从 拥 有 许 多 大 型 农 场 的 北 海 道 到 濑 户 内 海 的 海 岛 都 有 农 业 用 地 入 选 业 进 入 农 业 的 限 制 这 推 动 很 多 跨 行 业 企 业 依 靠 自 身 优 势 进 军 智 慧 农 业 日 本 重 工 业 企 业 IHI 通 过 人 造 卫 星 拍 摄 的 图 像 来 掌 握 农 作 物 的 生 长 状 态 对 由 传 感 器 收 集 的 土 壤 状 态 等 数 据 加 以 分 析 向 农 户 提 供 相 关 信 息 服 务 丰 田 汽 车 则 面 向 大 米 种 植 企 业 推 出 了 丰 收 计 划 借 助 这 一 云 服 务 大 米 种 植 企 业 和 农 地 种 植 者 之 间 可 以 随 时 交 换 农 作 物 的 生 长 和 作 业 情 况 还 能 自 动 安 排 插 秧 和 收 割 等 任 务 企 业 特 别 是 高 科 技 企 业 的 参 与 大 大 提