看谷歌如何用人工智能增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出

谷歌母公司Alphabet旗下的前瞻性科技研發(fā)商Alphabet X一直以來都在扮演一個神秘的角色，希望能為全球化的問題尋找解決方案，因而被人們稱為“夢工廠”（Moonshot Factory）。

本周二，在由MIT Technology Review舉辦的EmTech Digital年度活動中，Alphabet X的負(fù)責(zé)人阿斯特羅·特勒（Astro Teller）透露說，該部門正在探索如何利用AI改善食品生產(chǎn)的問題。

如果一個項(xiàng)目要想獲得X部門的關(guān)注，就必須滿足三個條件：解決一個會影響數(shù)百萬或數(shù)十億人的問題; 涉及一項(xiàng)大膽的科學(xué)探測技術(shù); 未來五到十年內(nèi)有可以實(shí)現(xiàn)的希望。

其實(shí)，這并非Alphabet X第一次涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，該部門曾經(jīng)研究過垂直農(nóng)業(yè)，但因?yàn)闆]什么成效而夭折，不過，在自動收割和照明效率方面還是取得了一定的進(jìn)展。另外，X部門上周還參加了全球糧食安全研討會。

勒此次并沒有向外界透露太多技術(shù)細(xì)節(jié)，但他列舉了機(jī)器學(xué)習(xí)如何幫助農(nóng)民更好地應(yīng)對氣候變化所帶來的挑戰(zhàn)，并進(jìn)一步增加他們現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，包括如何根據(jù)不斷變化的害蟲和天氣模式進(jìn)行培育、灌溉和收獲。

而且，無人機(jī)和地面機(jī)器人也可以有效地支持農(nóng)業(yè)。X部門開創(chuàng)了運(yùn)貨無人機(jī)項(xiàng)目Project Wing和互聯(lián)網(wǎng)氣球Project Loon，同時(shí)也在研究機(jī)器人技術(shù)，目前其機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)容也以農(nóng)業(yè)為內(nèi)容。

AI驅(qū)動下的農(nóng)業(yè)似乎是一個不錯的選擇。根據(jù)聯(lián)合國世界糧農(nóng)組織的估計(jì)，盡管使用了數(shù)百萬噸農(nóng)藥，每年全球作物產(chǎn)量仍會由于病蟲害損失20％至40％，因此尋找更具生產(chǎn)力和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)耕作方法，將使數(shù)十億人受益。而人工智能無疑是一項(xiàng)大膽且具有巨大潛力的技術(shù)。

那么在耕地資源有限的情況下，人工智能將如何增加農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出，同時(shí)保持可持續(xù)發(fā)展呢？

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土壤、病蟲害探測等智能識別系統(tǒng)

人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)土壤探測、病蟲害防護(hù)、產(chǎn)量預(yù)測、畜禽患病預(yù)警等功能。

在土壤探測領(lǐng)域，IntelinAir公司開發(fā)了一款無人機(jī)，通過類似核磁共振成像技術(shù)拍下土壤照片，通過電腦智能分析，確定土壤肥力，精準(zhǔn)判斷適宜栽種的農(nóng)作物。在病蟲害防護(hù)領(lǐng)域，生物學(xué)家戴維·休斯和作物流行病學(xué)家馬塞爾·薩拉斯運(yùn)用深度學(xué)習(xí)算法開發(fā)了一款手機(jī)App Plant Village（美國），智能識別作物所患蟲害。

在產(chǎn)量預(yù)測領(lǐng)域，美國Descartes Labs公司通過人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，利用大量與農(nóng)業(yè)相關(guān)的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，分析其與農(nóng)作物生長之間的關(guān)系，從而對農(nóng)作物的產(chǎn)量做出精準(zhǔn)預(yù)測。據(jù)測算，這家公司預(yù)測的玉米產(chǎn)量比傳統(tǒng)預(yù)測方法準(zhǔn)確率高出99%。

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耕作、播種、采摘等智能機(jī)器人

人工智能識別技術(shù)與智能機(jī)器人技術(shù)的相結(jié)合，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中的播種、耕作、采摘等場景，極大提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，同時(shí)降低農(nóng)藥和化肥消耗。

比如在播種環(huán)節(jié)，美國David Dorhout研發(fā)了一款智能播種機(jī)器人Prospero，其可以通過探測裝置獲取土壤信息，然后通過算法得出最優(yōu)化的播種密度并且自動播種。

在耕作環(huán)節(jié)，美國Blue RiverTechnologies生產(chǎn)的Lettuce Bot農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人，可以在耕作過程中為沿途經(jīng)過的植株拍攝照片，利用電腦圖像識別和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)判斷是否為雜草，從而精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥殺死雜草。據(jù)測算，LettuceBot可以幫助農(nóng)民減少90%的農(nóng)藥化肥使用。

在采摘環(huán)節(jié)，美國Aboundant Robotics公司開發(fā)了一款蘋果采摘機(jī)器人，通過攝像裝置獲取果樹照片，用圖片識別技術(shù)識別適合采摘的蘋果，結(jié)合機(jī)器人的精確操控技術(shù)，可以在不破壞果樹和蘋果的前提下實(shí)現(xiàn)一秒一個的采摘速度，大大提升工作效率，降低人力成本。

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禽畜智能穿戴設(shè)備

智能穿戴產(chǎn)品主要應(yīng)用在畜牧業(yè)，可以實(shí)時(shí)搜集所養(yǎng)殖畜禽的個體信息，通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)識別畜禽的健康狀況、發(fā)情期探測和預(yù)測、喂養(yǎng)狀況等，從而及時(shí)獲得相應(yīng)處置。

以日本Farmnote開發(fā)的一款用于奶牛身上的可穿戴設(shè)備“Farmnote Color”為例，它可以實(shí)時(shí)收集每頭奶牛的個體信息。這些數(shù)據(jù)信息會通過配套的軟件進(jìn)行分析，采用人工智能技術(shù)分析出奶牛是否出現(xiàn)生病、排卵或是生產(chǎn)的情況，并將相應(yīng)信息自動推送給農(nóng)戶，以得到及時(shí)的處理。

中國作為具有悠久農(nóng)耕歷史的國家，中國人對土地、農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品向來有著獨(dú)特的情懷。在人工智能技術(shù)“井噴式”增長和應(yīng)用的今天，為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，中國企業(yè)也在致力于相應(yīng)技術(shù)的研究。

舉個例子，上周，中國最大的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)企業(yè)中化農(nóng)業(yè)和百度云攜手，希望用科技讓優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品助力消費(fèi)者生活品質(zhì)升級，用技術(shù)體現(xiàn)對農(nóng)業(yè)匠人的尊重與扶持，讓傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)迸發(fā)新的生機(jī)與活力。百度副總裁尹世明在發(fā)布會現(xiàn)場說：“數(shù)據(jù)以后本身就是一種肥料，滋養(yǎng)土地和種植戶?！?/p>

伴隨著科技的高速發(fā)展，人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)（Big Data）、云計(jì)算（Cloud）、IoT（物聯(lián)網(wǎng)）成為了科技領(lǐng)域關(guān)注的最新焦點(diǎn)，而ABC+IoT為萬物互聯(lián)帶來了全新的可能性。從這個角度出發(fā)，人工智能可以通過物聯(lián)網(wǎng)連接土地、作物，了解作物生長的狀態(tài)，上傳數(shù)據(jù)后依靠算法、深度學(xué)習(xí)尋找規(guī)律，促進(jìn)作物生長。