讓我們先來看一段簡單的小故事:日本有位黃瓜農小池誠原本是車廠工程師,但他辭去了工作,回到老家幫父母經營小黃瓜農場。農場并不大,但日本各農場對于小黃瓜有不同的分類標準,小池家也一樣,光同品種的小黃瓜分類就可達 9 種之多,這讓他吃了不少苦頭。
于是他把腦筋動到人工智能上,開始研究起 Google 的 TensorFlow 平臺,搭配樹莓派 3 作為主控制器,并配一個相機拍攝照片。這些照片傳到 TensorFlow 平臺后在一個小型的神經網絡上運行,以判斷是否是小黃瓜。之后,已經被判定為小黃瓜的照片接著傳輸到一個更大的基于 Linux 服務器的神經網絡,來對小黃瓜按照不同的特質進行分類。在突破初期的失敗后,小池打造了一臺成本不到 10 萬日圓,任何人都可以快速上手的自動分裝機,還把這套系統的程序代碼開源釋出到了 GitHub 上.....前一篇文章中我們已經介紹了物聯網+大數據的智能農業進行式;但其實農業科技就跟主流科技領域一樣,即將被“大數據的下一步”,也就是以機器學習為首的人工智能技術所席卷。而且比起其他產業,農漁畜牧面臨的挑戰更加嚴峻。如今世界人口約為 72 億,其中有 7.8 億人生活水平低落,面臨結構性饑餓威脅,但到了 2050 年全球人口就會高達 90 億,這表示人類所生產的糧食總熱量需要增加 60%;如果再把肉類來源家畜消耗的糧食計算下去,這些糧食總熱量初估就會達到 103%;但相較之下,農業可用面積在這 33 年內最多只增加 4%。因此有許多人認為,人工智能就是耕地資源有限的情況下增加農業的產出,同時確保持續發展性的有力解答之一;跟著人工智能一起發展的,還有“農機全自動化”的趨勢。本篇文章我們會介紹幾個實際案例,帶大家多了解人工智能運用在農業的無窮潛力。AI 最成熟的視覺識別,已在農業開始發威
每年約有市值 40 億美元的蘋果在美國采收、銷售,因此蘋果在美國農業占有一席之地;同時,AI 與全自動機器人正猛烈沖擊著蘋果農業,美國農機新創公司 Abundant 就發明了“采蘋果機器人“,它具有經機器學習調教過的視覺算法,能精準判斷每一個蘋果,從摘取到輕放在采收箱里,整套流程的準確率基本上已經跟人類無異,甚至可以用一臺抵數十人的速度工作。
另一間 NatureSweet 農業新創公司更嘗試使用 AI 來監測西紅柿的生長過程,透過溫室中安裝的攝影機,他們獨特的算法可以辨別出西紅柿是否出現病蟲害、枯萎的視覺線索,并實時通報農民病害已開始發生。相較于之前農民每周一次花時間人工巡查,這種方法顯然有效得多。甚至,他們現在已開始著手撰寫視覺識別西紅柿是否成熟的算法。快速改變農業面貌的自動機械
有鑒于微型 MEMS 傳感器(包含加速度計,陀螺儀,磁力計和壓力傳感器)、小型 GPS 模塊與處理芯片越來越成熟,農業無人機的價格也越來越便宜,對農民來說可謂一大福音,并深具徹底改造整個產業的潛力。而在***,運用無人機噴灑農、肥用藥,巡視田地已不是太新鮮的事情。根據上下游的報導,易圖科技研發的無人直升機噴藥 10 分鐘就能噴 15畝地的農藥,一天最多可噴 225 畝,是傳統人力的三到四倍,而且能有效省藥,就連注重葉背的絲瓜也能靠氣流擾動順利施藥。
但無人機不是只能施藥撒肥。美國許多葡萄酒莊現在已經采用帶有高光譜攝影機的無人機,從紅外線以及可見光譜中收集數據,拍攝出健康植物與病害植物范圍的空拍掃描圖,其精細到就連用眼睛看都不明顯的害蟲、真菌感染等病變植株都能辨別。相信敏感一點的讀者也猜到了:這套紅外線判別植株健康的視覺辨識系統,正是機器學習結合無人機的另一好案例。而在最熱門的“自動駕駛”部分,當 2017 年各國政府與廠商都還在致力實現讓無人車上路駕駛之前,Kinze 這間大型農機企業早在 2012 年就參考 Google 的自駕系統打造出自動農耕、收割機,只要在耕作時把會遇到的狀況與田地信息一同輸入 GPS 系統,拖拉機會根據 GPS 系統紀錄指示行駛,依循前方進行紅外線掃射,以避免撞上障礙物;大型農機企業久保田也宣布,將于 2020 年推出能夠“一鍵完全自動”的農業機械,幫助解決日本越來越嚴重的農村勞力老齡化問題。人工智能在農業的挑戰雖然人工智能能已經成為科技界的中流砥柱,我們上述也介紹了不少人工智能與自動機械在農業方面的運用。但事實上,大多主要的農企業、設備制造商和服務提供商還沒有在農業中大力推行人工智能。在技術上最大的挑戰之一就是農業資料其實收集極為不易。我們知道,AI 就是大數據的“下一步”,需要大量的數據來正確地訓練算法。雖然在地理、天氣等部分數據相對完善,但關于作物本身的大部分數據只能在每年的生長季節獲得一至二次,比起其他領域,顯然農業的數據積累要花上更多時間;而且其數據源不像科技、工業或網絡圈,其使用、所有權方面的透明度與共享程度更加困難。
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原文標題:人工智能混搭自動農業機械,會是未來農業的理想型嗎?
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