1 儀器科學技術創(chuàng)新要有相關基礎科學的支持和用先進制造技術引領科學儀器的發(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，要加強高等學校信息感知與精密儀器相關學科建設。科學儀器創(chuàng)新與物理、化學、生物、醫(yī)學和電子、材料科學、微納技術等基礎科學都有很大的關聯(lián)性，基礎科學研究的進步會帶動科學儀器創(chuàng)新能力和制造技術的發(fā)展，因此要重視相關基礎科學技術研究，突破一些共性關鍵技術，引領科學儀器創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)技術的進步。

    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的支撐來完成，需要提高科學儀器研制的自主創(chuàng)新能力和提升科學儀器先進制造業(yè)水平，促進行業(yè)自動化與信息化技術的發(fā)展，拓展科學儀器儀表產(chǎn)品的市場需求�？梢园芽茖W儀器制造業(yè)作為一個突破口，支撐過程控制、設備工況和工藝參數(shù)遠程快速監(jiān)測，同時大力拓展科學儀器在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、節(jié)能、醫(yī)療、保健等迅速發(fā)展的應用市場與產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展研究。

   2 物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領域應用的發(fā)展，需要現(xiàn)代信息感知技術與先進科學儀器的支撐，同時也將對培育農(nóng)業(yè)應用儀器儀表新興產(chǎn)業(yè)技術市場起到很好的推動作用

    物聯(lián)網(wǎng)、智慧網(wǎng)等應用市場快速發(fā)展，將為現(xiàn)代傳感技術與科學儀器儀表產(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)領域應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。

    建設“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)領域應用的科技創(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、技術狀態(tài)監(jiān)測診斷和服務調(diào)度等廣闊領域及其對信息感知層、傳輸層與和應用層科學技術的需求。在物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用技術創(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用層領域，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)境適應性、低成本、便攜式、面向農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)應用的快速檢測傳感器與科學儀器裝備

   為適應農(nóng)業(yè)規(guī)�；�、精準化、設施化的發(fā)展要求，需要大力加強適于農(nóng)業(yè)應用的低成本、便攜式快速檢測儀器創(chuàng)新研究。這類儀器應適于在露天、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技術難題，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—成為科學儀器發(fā)揮作用的主要平臺

    物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領域的應用，感知是一方面，信息監(jiān)控又是一方面，同樣需要科學儀器發(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，達到科學飼養(yǎng)與生產(chǎn)過程精細化管理的目的。

  （3）應用需求—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)，處處離不開科學儀器的主導作用。作物中的農(nóng)藥殘留也成為人們越來越關注的問題，人們關注健康，關注食品安全，關注自己所生存的環(huán)境，因此對快速、低成本檢測與儀器儀表技術提出了更高的要求。

    總之，農(nóng)業(yè)應用科學儀器的自主創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展，要靠半導體、芯片技術、光學與電子科技、材料科學和先進精密制造創(chuàng)新的支撐和工藝水平的提高，要靠物理、化學、生物等基礎科學研究的進步，在應用層面上要靠經(jīng)濟社會的發(fā)展和科學管理水平的提升。提升我國農(nóng)業(yè)應用科學儀器的自主創(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)生物科學家和工程科學家的協(xié)同努力，這是必然的趨勢。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域的應用發(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�；�于信息和智慧管理好復雜的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，解決好農(nóng)業(yè)領域面對的共性關鍵技術問題：農(nóng)田耕地等級檢測、土壤力學性能測試以及對人類身體健康構成威脅的重金屬元素的檢測等，加快轉變農(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