Искусственный интеллект в агробизнесе

«Искусственный интеллект» и такие словосочетания, как «машинное обучение» и «большие данные», чаще всего ассоциируются с фразой «и тому подобное».

Любые умные слова, объединенные в предложение, которое заканчивается словами «и тому подобное», являются для меня знаком, что следует немного глубже погрузиться в то, что означают эти слова и как они выглядят в реальном сельском хозяйстве.

Я сам не эксперт, но мне посчастливилось взять интервью у доктора Джереми Уильямса, который в то время работал в Monsanto, а сейчас, после объединения двух компаний, является руководителем отдела биотехнологии растений в Bayer Crop Science.

Джереми смог дать хорошее общее определение того, что мы имеем в виду, когда говорим «искусственный интеллект».

«Искусственный интеллект, или AI (Artificial intelligence), - это своего рода обобщающий термин для описания использования компьютерных технологий для выполнения задач, которые мы обычно считаем связанными с человеческим интеллектом. Например, распознавание лиц или умение переводить один язык на другой. Таким образом, это общий термин для использования компьютеров, когда они обрабатывают большое количество данных, определяют понимание вопроса, а затем могут предсказать развитие событий.

В рамках общего термина понимаются машинное обучение, глубокое обучение и т. д. Это все конкретные примеры различных компьютерных технологий, которые используются для того, чтобы превратить данные в идеи», - пояснил доктор Джереми Уильямс.

Звучит отлично, но что это значит для сельского хозяйства? Джереми смог привести несколько интересных примеров, которые дают представление о будущем сельского хозяйства с использованием этих технологий.

«Это может быть так же просто, как сделать снимок и получить диагноз и в результате принять решение: «Мне нужен фунгицид? Или это на самом деле бактериальное заболевание и фунгицид не поможет?». Это могут быть и более сложные вещи. Вы, наверное, знакомы с технологиями, которые разрабатываются для борьбы с сорняками. Вы можете вообразить, что маленький марсоход, двигающийся по полю, может распознать сорняки и отличить их от растений. Далее вы можете использовать эти данные для того, чтобы опрыскивать гербицидом только сорняки и не оказывать никакого влияния на культурные растения. Поэтому, я думаю, вы увидите как простое использование технологии, так и более сложные вещи, связанные с автоматизацией, будь то автономные тракторы или комбайны, дроны или другие приспособления, которые позволяют вам перемещаться и выполнять работу в полевых условиях».

Идея использования технологий для автоматизации задач, которые раньше могли выполнять только люди, впечатляет. Трудовые ресурсы по-прежнему остаются большой проблемой для многих агропредприятий, и идея привлечения меньшего количества людей очень заманчива.

Но возникает вопрос: в случае успеха должны ли мы беспокоиться о том, что эта технология заберет у нас работу?

Джереми считает: история доказала, что новые технологии в итоге создают больше рабочих мест, чем устраняют. Кроме того, появляется все больше свидетельств того, что настоящее будущее не только в технологиях, но и в процессах, которые оптимизируют взаимодействие между человеком и машиной.

«Я считаю, что искусственный интеллект усилит интеллект человека, - говорит Уильямс. - Это позволит нам больше сосредоточиться на более творческих аспектах человеческого интеллекта и полагаться на машины, чтобы делать больше механической и рутинной работы. Я думаю, в конечном итоге это будет лучше для нас, людей».

Джереми вспоминает пример шахматного компьютера, победившего чемпиона мира по шахматам. Тем не менее человек-шахматист с помощью компьютера все еще может победить компьютер без человека.

Это наглядная иллюстрация для будущего сельского хозяйства. Фермы будущего вряд ли будут управляться искусственным интеллектом. Скорее, ими будут управлять фермеры, которые могут использовать эту технологию для оптимизации как человеческого, так и искусственного интеллекта вместе взятых.

То, чего искусственный интеллект не может вытеснить, - это способность человека создавать и вводить новшества. Использование этих технологий и высвобождение времени из-за ненадобности решать более рутинные задачи должны дать возможность для еще более инновационных идей развития будущего сельского хозяйства.

Борьба с сорняками: электричество вместо химических пестицидов?

Доктор Майк Дипроуз давно работает в Университете Шеффилда, занимаясь исследованиями по борьбе с сорняками с помощью электричества. Нет, я не имею в виду борьбу с сорняками вокруг линий электропередачи. Его исследования сосредоточены на использовании электрической энергии для уничтожения сорняков. Этот подход иногда называют «электрическим пестицидом».

Сын доктора Дипроуза Эндрю и его команда в проекте Rootwave в настоящее время готовятся к выводу этой технологии на массовый рынок.

«Как работает технология? Относительно просто, - говорит Эндрю Дипроуз. - Ты прикасаешься к травке и создаешь электрическую цепь. Естественное сопротивление сорного растения превращает электрическую энергию в тепло, которое заставляет сорняк закипать изнутри от корней до верхушки».

Результатом НИОКР является способ борьбы с сорняками, который, по мнению Rootwave, является таким же эффективным и доступным, как и другие способы, и при этом более экологичным и долгосрочным.

Проблема и ее решение

Если вы когда-либо выращивали что-либо, то знаете, что сорняки - это большая проблема. Распространенными решениями этой проблемы являются гербициды и механическое пропалывание. Хотя они эффективны, но создают немалые проблемы.

Гербициды подвергаются все большему регулированию и ограничению, и уже есть много примеров полного запрета. Имеет место выработка у сорняков устойчивости к самым мощным гербицидам, что делает последние менее эффективными с течением времени. Кроме того, для гербицидов требуется вода, которая может быть в дефиците и дорогой для использования.

Недавно Европа рассматривала запрет на глифосат, но в конечном итоге продлила лицензию еще на пять лет (кроме Австрии), в основном из-за отсутствия доступных альтернатив для фермеров. За последние годы имели место многочисленные судебные процессы, утверждающие, что воздействие определенных гербицидов на человека вызвало рак. Помимо обоснованности этих требований новые ограничения и судебные решения представляют большие проблемы для использования гербицидов в будущем.

Другие меры борьбы с сорняками включают разрушение органического вещества почвы в результате её механической обработки, что имеет такие негативные последствия, как эрозия, выбросы углерода и снижение плодородия почвы.

Rootwave надеется, что их разработка - это альтернатива в борьбе с сорняками без гербицидов и она поможет фермерам управлять всеми видами сорняков без разрушения почвы и без ущерба для здоровья людей.

Прецизионное уничтожение сорняков

Когда я впервые узнал о Rootwave, увидел фотографию человека, который физически прикасался к каждой травке электрическим стержнем. Тогда я не мог представить, чтобы кто-то таким образом боролся с сорняками в больших масштабах.

Как оказалось, это была ранняя версия технологии, чтобы показать ее эффективность. Коммерческое использование Rootwave - это продукт, который в сочетании с компьютерным зрением быстро «видит» и «убирает» отдельные сорняки во время перемещения по полю.

«Вместо того чтобы заново изобретать колесо, когда речь идет о технологии визуализации, которая определяет, что является сорняком, а что нет, мы фактически сотрудничаем с компанией под названием «Stecketee», - говорит Дипроуз. - У них есть очень продвинутый механический полольник, который они продают по всему миру в течение десяти лет. Он использует камеры для обнаружения сорняков в посевах пропашных культур. Но эта машина повреждает почву, что сопровождается всеми известными недостатками: эрозией почвы, выбросами углерода, болезнями и т. д.

Новая технология поднимает мотыги из земли и электрифицирует их, чтобы они убирали сорняки во время проходов по полю. Итак, в настоящее время мы имеем и тестируем решение, которое просматривает ваши пропашные культуры, снабжено системой камер, чтобы определить, что прополоть, а затем убрать, причем не нарушая почву и в автоматическом режиме».

Эндрю уверен, что в будущем эта технология будет прекрасно сочетаться с автономным трактором. Энергия может быть получена от генератора или батареи. Текущая установка использует ВОМ трактора и трехфазный генератор переменного тока.

Электричество против пламени

Возможно, вы видели видео с фермерами, использующими пламя для сплошного сжигания сорняков. Эндрю отмечает, что подход Rootwave принципиально отличается. Термический (пламенный) подход допускает множественное сопутствующее повреждение всего вокруг сорняков. Также много энергии теряется в окружающем воздухе и в земле. Наконец, эти термические методы применяют тепло только снаружи и над землей. Rootwave заставляет растение «закипать» изнутри. Для сплошного применения требуется более простая установка, без камер.

Электрический способ в конечном итоге оказывается энергоэффективным, поскольку использует энергию только тогда, когда вступает в контакт с сорняками. Эндрю говорит, что это также очень безопасно. Помимо нормального протокола бе-зопасности, который должен соблюдаться с любым сельскохозяйственным оборудованием, существуют минимальные дополнительные риски.

В настоящее время эта технология проходит испытания в Европе, и в 2020 году планируется выход на массовый рынок. В основном обрабатываются сорняки высотой 1 – 5 сантиметров менее чем за 200 миллисекунд. Привлекательным является то, что система не ограничивается каким-либо конкретным видом или группой сорняков. «Что-нибудь зеленое, и мы можем его «сварить», - говорит Эндрю. Они трудятся над такими вопросами, как работа с различной шириной междурядий и на полях, засеянных без навигации.

Достоверность от надежного разработчика

Rootwave является частью проекта The Yield Lab, глобального ускорителя агротехнологий, который начал свою деятельность в США и с тех пор распространился в Европу, Азию и Южную Америку.

Ускоритель инвестировал в компанию 100 000 евро, а также содействовал девятимесячной программе, чтобы предоставить компании инструменты, обучение, связи и ресурсы для максимально быстрого выхода на рынок.

Для Эндрю достоверность, которую обеспечил The Yield Lab, была главной. С таким уважаемым именем стало легче открывать двери не только университетов, но и промышленных компаний.

Эндрю и его команда надеются, что с помощью и авторитетом The Yield Lab в ближайшем будущем технология уничтожения сорняков электричеством станет массовой.

Т. ХАММЕРИХ
Перевод Д. БЕЛОГО