Применение искусственного интеллекта в сельском хозяйстве

Большое число процессов в отрасли сельского хозяйства в настоящее время автоматизируется. Искусственный интеллект помогает фермерам сделать свою работу более экономически выгодной. Это происходит за счет снижения трат на расходные материалы и повышения урожайности. Принять решение по выполнению каких-либо работ на ферме аграрию сейчас помогает огромное количество систем: метеостанции, датчики влажности, спутники, предоставляющие снимки местности и др. Каждый день появляются разработки в этой области и число новых устройств растет. Если в 2014 году ежедневно в самых современных хозяйствах проводилось 190 000 замеров, то к 2050 году это число, по мнению исследователей, вырастет до 4,1 млн. Самостоятельно, человеку с таким объемом информации будет невозможно. Появляются системы способные к самообучению, которые используются для проведения анализа, обработки и обобщения данных с устройств мониторинга.

Искусственный интеллект в мониторинге полей

Хорошие результаты в мониторинге полей показывает система Taranis. Это система израильского производства, которая способна собирать данные о растениях, определять неблагоприятные воздействующие факторы и давать рекомендации по их устранению. В ходе анализа ситуации используется информация, полученная от датчиков наблюдения, метеоданные, аэрофотоснимки с высоким разрешением. Taranis может определить секторы поля с замедленным ростом растений, выявить пострадавшие от насекомых, недополучающие питательных веществ, болеющие растения. Taranis предложит варианты выхода из сложившейся ситуации, а также рассчитает оптимальные сроки.

Американская компания IBM выпустила платформу под названием Watson Decision Platform for Agriculture, которая обрабатывает информацию полученную при дистанционном зондировании земли. Фермеру могут быть предоставлены данные о поражении посевов кукурузы болезнями или вредителями. Watson Platform, как и Taranis, способна предложить аграрию пути решения возникшей проблемы. Будут рассчитаны необходимое количество пестицидов, оптимальные сроки обработки проблемных участков, оценено состояние растений и предложены профилактические меры. Система способна собрав данные о влажности, местности и метеорологической ситуации предоставить график изменения влажности почвы, прогноз по урожайности и его динамику на основании данных прошлых сезонов.

В мире существуют еще ряд платформ, которые способны проводить анализ информации и давать рекомендации по ведению хозяйства:

• платформа Health Change Maps and Notifications от компании Farmers Edge;
• приложение Field Manager от компании Bayer;
• платформа Hummingbird Technologies.

Все эти платформы используют данные спутников, наземного мониторинга, метеорологическую информацию и с помощью запатентованных алгоритмов проводят их анализ.

Искусственный интеллект и обработка растений

Различные гербициды и химикаты сейчас повсеместно распространены в сфере сельского хозяйства. Использование данных веществ общепринято даже на законодательном уровне, но это не отменяет их вредности при приносимой пользе. Уменьшая количество используемых пестицидов, можно уменьшить финансовые затраты и улучшить состояние земли с дальнейшим повышением урожайности. С подобной целью компания Trimble разработала систему точечного опрыскивания сорняков WeedSeeker. Идентификация сорных растений происходит посредством светодиодных датчиков, которые сканируют местность в красном и инфракрасном диапазонах. Свет, отраженный от сорняка, мгновенно анализируется, подается команда на форсунку и происходит выброс активного вещества. Залповый впрыск гербицида позволяет осуществлять обработку растений даже при сильном ветре, а время срабатывания форсунки зависит от заданной скорости передвижения. Система позволяет сэкономить до 80% активного вещества на площадях с периодической встречаемостью сорняков.

Кроме системы внесения гербицидов, компания Trimble разработала систему внесения удобрений GreenSeeker RT 200. Система с помощью сенсорных датчиков определяет количество азота в почве и производит точечный впрыск удобрений в тех местах, где его недостаточно.

Инновационные проекты по борьбе с сорными растениями

В мире продолжаются работы по улучшению систем предназначенных для борьбы с вредителями. В Индии испытали новое опрыскивающее устройство для садов. Система устанавливалась на трактор и при помощи УЗ-датчиков определялись размеры дерева и расстояние до него. Проанализировав данные формировалась струя необходимой мощности и с необходимым количеством активного вещества. Эксперимент показал, что таким образом можно сэкономить до 26% гербицида.

Немецкие компании Bayer и Bosh работают над технологией Smart Spraying. Система будет отличать сорняк от сельхоз культуры, определять его вид и с учетом внесенных в программу данных впрыскивать необходимое количество гербицида. Компания EcoRobotix работает над устройством, которое сможет самостоятельно передвигаться по полю, находить и обрабатывать сорняки. В компании предполагают, что использование устройства снизит количество вносимого гербицида в 20 раз.

Современные технологии в борьбе с болезнями растений

Современные технологии позволяют без проблем диагностировать заболевание растения, подобрать лечение и подсчитать предположительный ущерб. Количество обращений фермеров к подобным сервисам позволяет расширить их библиотеки и увеличить количество определяемых заболеваний. Достаточно предоставить фотографию пораженного растения как за считанные секунды заболевание будет распознано и предложено лечение.

Одним из сервисов по диагностике заболеваний растений является приложение Plantix от компании Peat. Приложение позволяет диагностировать более 60 заболеваний. Сервис содержит большую библиотеку снимков, которая удобно сортирована. С постепенным увеличением числа загруженных изображений улучшаются и алгоритмы диагностики заболеваний. Полезным является приложение Scouting на цифровой платформе Xarvio. Обрабатывая фотоснимки, приложение способно выявлять заболевания, повреждения и нарушения в развитии растений. Сервис способен провести идентификацию сорняков, предоставить данные об обеспеченности растения азотом. Существует функция отправки уведомления об обнаружении опасного заболевания или вредителей вблизи растений.

Другие разработки с использованием искусственного интеллекта

Компания Uptake занимается разработкой устройств, которые устанавливаясь на технику, будут анализировать ее работу и предлагать варианты оптимизации рабочего процесса. В Америке ведутся разработки систем точечного полива. Проект направлен на уменьшение количества расходуемой воды за счет точного орошения растений в тех местах, где это требуется. В целом спрос на продукцию сельского хозяйства с каждым годом только растет. В то же время человеческий труд с экономической точки зрения для данной отрасли невыгоден. Поэтому в будущем будет наблюдаться увеличение разработок различных роботизированных систем и систем искусственного интеллекта.