人工智能(AI)技术在果蔬等农业领域的应用场景
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烟台果树圆园19原1渊总145冤专题论坛
在美国和墨西哥的几座农场里袁温室中有10台摄像机正连续拍摄西红柿的生长情况袁并
提交给相关软件进行分析袁识别出可能存在的
问题袁比如虫害或病菌侵染噎噎AI识别技术的应用袁正从人脸识别尧动物识别进一步扩展到农
作物病虫害检测等领域遥在国内继阿里巴巴尧腾讯尧百度尧京东等互联网巨头纷纷举着AI大旗
进军农业后袁日前拼多多创始人兼CEO黄峥也
宣布涉入农产品上行端袁并表示中国农业将被AI尧5G和物联网彻底改变遥
持续火爆的AI农业是个什么概念钥简单来
说袁人工智能研究用计算机去完成过去只有人
才胜任的智能工作袁赋能于农业袁经过对农业大
数据的深度学习和模仿袁做出高精准度的农业解决方案遥也就是说袁当我们拥有足够多的农业
数据和强大的计算能力驱动AI的学习决策能
力袁其可适用于多种应用场景袁并为农业生产作
出降成本尧增效率等贡献遥
美国的蓝河科技公司和农业机器人公司袁都在利用机器视觉功能让农业机械野活冶起来遥前者是通过AI深度学习来识别农作物和杂草袁实现智能农药喷雾袁相关负责人表示这可以节
省80%的除草剂袁同时降低人工成本袁达到精
准种植和管理的目的曰后者则探测棚架上生长
的水果位置袁达到1s采摘一个水果的速度袁而且不损伤果树和水果袁提高农业生产效率遥
据中国统计年鉴2016年披露袁我国农业生
产总值达5.93万亿元袁占GDP的8%袁但由农
业病害等灾害造成的直接损失达0.503万亿元袁占农业生产总值的8.48%遥病虫害是全世界
农业最头疼的问题遥全国有5亿农民袁能够为他
们解决农作物病虫害的专家可能不足5万袁平均1万个农民才对应1个专家袁而且一个专家
通常只研究员耀圆种农作物袁未必能知道所有农作物的病害问题遥AI农作物病害检测为解决农
户需求与专业信息不对称的问题提供了解决之道遥美国数据农业技术公司Resson已经利用AI开发出一种智能图像识别算法袁更准确地监
测和分类植物害虫与疾病遥分析出虫情趋势袁发
出虫情预警遥同时袁当AI与农眼系统实时采集
的气象尧虫情尧土壤尧图像等数据和信息结合袁可
形成虫情模型袁指导农户和政府预防虫害遥AI与农业病虫害做结合袁首先是要建立病
虫害的数据集袁其次需要机器学习和图像识别系
统技术的配合袁并且要确保农民使用智能手机的
普及率袁这样才可以使技术快速有效地传达遥目前AI在图像识别领域已非常成熟袁并有
了相应的数据袁将其应用到农业病虫害检测中
难度不大遥不过袁利用AI检测病虫害发生并非
如此容易遥有农业专家在接受科技日报记者专访时表示袁应用难点主要体现在农业领域涉及
不可知因素太多袁如地理位置尧气候水土尧病虫
害尧生物多样性甚至微生物环境等都影响着农
作物生产遥因此袁在应用推广过程中袁其中某个
因素的改变很可能就将在特定环境中已经测试成功的算法变成无效算法袁进而影响检测效率遥针对当前AI检测技术只能应用于场景尧害虫种类以及相应检测方法都相对特定化环境的
现实袁有专家表示袁AI检测技术还对隐蔽性较强的农业害虫或病害的监测能力有限遥农业害
虫本身就存在着种间相似尧种内变化尧姿态变
化尧作物遮挡等问题袁从特征分析角度来讲袁会
造成待识别样本的同一种类内差异大尧相近种类间差异小尧特征信息缺失严重等情况袁无形中
大大增加了害虫目标区分的难度遥尤其对于一
些个体小尧生境隐蔽的害虫而言袁比如烟粉虱成
虫体长不到2mm袁且活动能力强袁利用AI对其进行检测袁难度非常大遥人工智能渊AI冤技术在果蔬等农业领域的应用场景
王凤娟渊烟台职业学院袁烟台圆远源远苑园冤
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此外袁用于辅助农药的喷施过程中袁从获取
图像尧处理分析尧喷施作业决策到执行喷施作业袁通常允许处理的时间非常短暂袁这也对相关算法的时间复杂度提出了很高要求遥美国宾夕法尼亚州立大学和瑞士联邦理工学院的研究人员建立了一个系统模型袁并将其连接到一个计算机集群来形成一个神经网络遥随后建立了一个拥有53000多张健康及患病农作物照片的数据库袁其中包括14种作物和26种病害遥研究人员利用深度学习的方法来
野训练冶模型寻找出所有视觉数据遥最终袁这个系
统能够从照片中识别出作物和病害袁准确率高达99.35%遥不过袁美国通用人工智能协会主席尧汉森机器人公司首席科学家本窑戈策尔表示袁如果拍摄的图片不符合标准袁识别准确率会从99.35%降到30%袁甚至更低遥因此袁要想让AI
成为农业方面的野医生冶袁还要加强用AI的能力袁让其模仿人类大脑袁多维度观察学习作物病害特点从而进行判断遥
农作物的产量可以被精准预测到吗钥以色列的Prospera公司用近距离摄像机和云服务收集分析农民需要的信息袁再通过机器学习分析做到了袁并可提醒农户采取措施弥补预期损失遥AI农作物病害检测仅是AI在农业应用的很小
一个方面袁它的应用领域非常广泛袁比如农业专家系统袁也可以称作农业智能系统袁是一个具有大量农业专业知识与经验的计算机系统遥应用AI技术可依据一个或多个农业专家提供的特
殊领域知识尧经验进行推理和判断袁模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策遥再如农产品无损检测袁即在不损坏检测对象的前提下袁利用被测物外部特征和内部结构所引起的物化反应变化袁来探测其性质和数量变化袁主要用于水果尧蔬菜尧畜禽尧水产品类尧经济作物和谷物籽粒等的检测与分级遥随着无损检测技术的发展袁AI技术将在农产品无损检测中发挥越来越重要的作用遥智能农田气候预测系统袁即通过对卫星拍摄图片尧航拍图片以及农田间其他设备拍摄的照片进行智能识别和分析袁AI能够精确的预报天气尧气候灾害袁识别土
壤肥力尧庄稼的健康状况等遥而东京大学研究团队袁则在构建可预测蔬菜等农作物的产量与供应需求的AI智能系统袁通过正确预测市场农产物的需求量袁以销定产袁避免粮食浪费或生产不足遥
目前很多大型企业在实践采用图像尧视频
监控与AI深度学习相结合的方式袁监测猪尧牛尧羊等动物的运动轨迹袁通过大数据分析建立生存模型袁判断其情绪和健康状况是否正常袁再以具象化的方式展示到经销商和消费者面前遥
在农业生产中袁农药使用也在急剧增加袁农药残留不仅会引发社会问题袁还会加剧对环境的污染遥因此袁对农作物进行准确的病害识别并推荐合适的防治措施袁创造出能为植物看病的野医生冶袁可以挽救农作物的生命袁减少农药使用
量袁保证农作物的产量遥上世纪80年代初袁污染土壤和环境的石化
农业给日本农业带来了几乎毁灭性的打击袁倒逼日本发展起有机农业遥我国农业目前的情况和当时的日本极为相似袁在种植管理端引入AI技术袁化肥尧农药尧水资源等有望实现精准规划袁从而降低对土壤和环境的破坏袁恢复并培养农作物所需的理想环境袁随之而来的食品安全问题也将有效解决遥从国内应用情况看袁广州大气候农业科技有限公司较为成功遥作为国家高新技术企业袁大
气候农业自主研发农眼尧农眼APP尧农眼全景尧虫感知等物联网硬件和农业操作系统气候云栽酝AOS袁为精准种植尧虫情预警尧数字农场尧
农产品可视化溯源尧品牌农业打造尧产销对接尧新农村建设尧精准扶贫提供服务遥目前袁公司业务已覆盖全球3个国家袁国内20个省份尧68个地级市尧1170个种植基地袁监管193种作物袁超过16.67万hm2土地遥当然在我国袁距离AI农业的实现尚有点距
离袁但心怀期待未尝不可遥茵R茵R茵R
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