https://bodybydarwin.com
Slider Image

Konstgjord intelligens kan hjälpa jordbrukare att bevattna bara de törstiga växterna

2020

Vinodlare har ett snyggt, om ovanligt, trick för att göra mer smakrikt vin - vattna inte vinstockarna. Låt vinstockarna torka strax före skörden, och de ger mindre druvor med mer hud och mindre juice. Mindre druvor producerar vin med en djupare färg och mer komplex smak.

Trinchero Family Estates i Napa Valley, Kalifornien ville se till att det vattnade sina druvor precis rätt mängd, så de arbetade med Ceres Imaging för att kartlägga sina fält. Ceres använde flygplan med fast vinge för att fånga färg, termiska och infraröda bilder av vingården, och de använde konstgjord intelligens för att analysera dessa bilder för att se om vinproducenten övervattnade sina druvor.

Det visar sig att Trinchero var i delar av vingården. Deras vinexperter fann att områden som fick för mycket vatten också hade producerat något mindre smakrika druvor. Företaget använder nu bildtekniken för att se till att det inte vattnar sina vinstockar för mycket eller för lite, och för att hitta läckor i bevattningssystemet.

Denna teknik representerar jordbrukets spets. Högteknologiska företag som Ceres, Prospera, Farmers Edge och klimatföretaget använder konstgjord intelligens för att hjälpa föräldrar att bestämma när de ska plantera, vattna, spraya och skörda sina grödor. Eftersom klimatförändringarna förvärrar regnstormarna i Mellanvästern och förvärrar torka i Kalifornien, kan tekniken också hjälpa odlare att navigera mer allvarligt och flyktigt väder.

Idag bevattning levererar samma mängd vatten till alla växter i ett fält, även om varje anläggning kommer att behålla vatten annorlunda, säger Daniel Koppel, VD för Prospera, som (bland annat) analyserar bilder tagna av kameror monterade på rörliga sprinklersystem. . Även mängden vatten en växt behöver beror på åldern och storleken på växten, oavsett om den har frukt på den eller bara blommor, et cetera

Företag kan till exempel använda termisk avbildning för att se om grödorna får tillräckligt med vatten. Törstiga grödor tenderar att vara lite varmare än andra. Det beror normalt på att växter släpper ut lite av vattnet som de suger upp genom sina rötter genom små porer på undersidan av bladen. När vattnet avdunstar kyls det av växten, precis som svettning kyls av människor. Törstiga växter stänger emellertid dessa porer för att undvika att förlora vatten, vilket lämnar dem lite varmare. Om bönderna kan identifiera exakt vilka växter som är planterade, behöver de bara bevattna dessa grödor, vilket hjälper dem att spara vatten, vilket kommer att bli svårare att komma med eftersom klimatförändringarna brännar längre och allvarligare torka.

Företag samlar in bilder från kameror monterade på sprinklersystem, drönare, flygplan och satelliter och använder datorer för att analysera dessa bilder för att identifiera vilka grödor som beläggs av larver, omgiven av ogräs eller täckta i svamp. Datorer säger sedan odlarna att spraya dessa växter and bara de växterna med insektsmedel, herbicid eller fungicid.

Detta hjälper odlare att använda mindre vatten och färre kemikalier, vilket sparar pengar och håller gårdar friska. Att använda mindre insektsmedel, till exempel, hjälper till att bevara honungsbin, som behövs för att pollinera många grödor. Att använda mindre syntetisk gödselmedel kan minska föroreningarna. Gödselmedel på gårdar tenderar att komma in i vattendrag och i slutändan havet, där det förstör havslivet. Koppel säger att Prosperas teknik har gjort det möjligt för växthusodlare att använda 30 procent mindre gödningsmedel och vatten.

Den svåra delen är att få datorer för att avgöra när grödorna är sjuka, skadade eller törstiga. Så företag har utvecklat system som kan lära sig att tolka bilder och växa smartare över tid. Dessa system kombinerar också information som samlas in från bilder med data om temperatur, nederbörd, markkvalitet och andra variabler för att bestämma när och hur mycket som ska sprutas och vattendräkt.

Räknas detta som konstgjord intelligens? "Om du skulle fråga det med tre av våra datavetenskapliga doktorer i rummet, skulle du förmodligen inte komma ut på en dag eller två, " säger Koppel. Han hävdar att Prosperas system kvalificeras som AI med tanke på att det hela tiden lär sig på egen hand. "Du använder maskiner för att kontinuerligt ta reda på vad som händer i fältet baserat på bilder", säger han. "Dessutom syntetiserar maskinen data för att fatta beslut."

Koppel tror att konstgjord intelligens kommer att inledas i nästa stora jordbruksrevolution. Tidigare tekniska framsteg - bevattning, mekanisering, syntetisk gödselmedel, genteknik - har gjort det möjligt för människor att odla mer mat med mindre arbete. Han säger att konstgjord intelligens kommer att göra det möjligt för odlare att bli ännu effektivare genom att ta gissningen ur jordbruket.

"Vanligtvis kommer en bonde antingen att fatta ett beslut baserat på intuition - vilket inte är data - eller så kommer han att känna marken, " säger han. Men snarare än att lita på intuition säger Koppel att det skulle vara bättre att använda datorer för att analysera bilder på varje tum på gården. Dessa datorer kan rekommendera beslut baserade på data de har samlat in från gårdar över hela världen - en odlare i Mexiko kan dra nytta av data som samlas in på en gård i Israel.

Koppel säger att datorer kan fylla böndernas blinda fläckar och likna jordbrukare med läkare, som är benägna att göra misstag. "Jag gillar verkligen inte att gå till läkaren, " säger han. ”Jag föredrar att ha en maskin som är opartisk. Du vet, en läkare såg kanske några tusen människor, och maskinen har sett hundratals miljoner människor. Och läkaren kommer inte ihåg allt han studerade på universitetet, och maskinen vet allt hela tiden. ”

I framtiden kunde vi se robotar som kan se när en jordgubbe är mogen och plocka det försiktigt från växten, eller droider som kan hitta ogräs och spraya dem, eller maskiner som kan avgöra när och hur mycket man ska mata mjölkkor. Men medan AI har otroligt löfte för gårdar, hotar det också att bli massivt störande, särskilt i en tid då många jordbrukare återvänder till mer traditionella odlingsmetoder.

"Vissa jordbrukare kanske inte vill göra övergången, vare sig de saknar färdigheter för att blomstra i ett mer teknikcentriskt system eller motivationen säger David Rose, en miljögeograf vid University of East Anglia som har skrivit om jordbrukets framtid." Vissa jordbrukare kanske inte anser att användningen av AI är förenlig med sin livsstil, och föredrar istället att använda sina erfarenheter och vara nära kopplade till deras mark. "

Han säger att autonoma robotar skulle kunna hota arbetstagarnas och djurens säkerhet och kan också sätta många människor ur jobbet. Tungt beroende AI kan också bryta jordbrukarnas anslutning till marken. Det är framtiden som visas i denna John Deere-reklam, som Rose beskrev som "kylning."

Jag säger inte att vi inte ska omfamna AI inom jordbruksteknologi. Det har definitivt potentialen att förbättra beslutsfattandet, hjälpa oss skära igenom data, förbättra effektiv sprutning, automatisera manuella eller arbetskrävande jobb, locka yngre, mer tekniska arbetare till branschen och öka lönsamheten. Men nästan ingen pratar om de samhälleliga och etiska implikationerna av AI på gården, säger han.

Vil ser världen ut där AI används rutinmässigt på gården? Hur är det annorlunda än nu? frågar han. Och hur ser vi på de potentiella förlorarna av den tekniska revolutionen såväl som vinnarna? Jag tror att om vi bara börjar tänka på dessa frågor och acceptera att teknikbanor i en demokrati borde vara öppna för utmaningar, så är detta en bra sak.

Jeremy Deaton skriver för Nexus Media, ett syndikerat nyhetsband som täcker klimat, energi, politik, konst och kultur. Du kan följa honom @deaton_jeremy.

Korrigering: En tidigare version av denna berättelse angav felaktigt att Ceres började som dröneföretag i motsats till att använda flygplan med fast vinge. Detta har korrigerats.

ExoMars-rymdskeppet mätte strålning i djupa rymden för att hålla framtida astronauter säkra

ExoMars-rymdskeppet mätte strålning i djupa rymden för att hålla framtida astronauter säkra

Jag skapar en låt med inspelningsteknologi hemma.  Först upp: trummorna.

Jag skapar en låt med inspelningsteknologi hemma. Först upp: trummorna.

Stigande temperaturer öppnar nya territorier för giftiga varelser - inklusive din trädgård

Stigande temperaturer öppnar nya territorier för giftiga varelser - inklusive din trädgård