Carnegie Mellon drónokat, robotokat és mesterséges intelligenciát használ, hogy a gazdálkodást az új évszázadba húzza

A mezőgazdaság nagy utat tett meg az elmúlt évszázadban. Több élelmiszert termelünk, mint valaha – de jelenlegi modellünk nem fenntartható, és mivel a világ népessége gyorsan megközelíti a 8 milliárdot, a modern élelmiszer-előállítási módszereknek gyökeres átalakításra van szükségük, ha meg akarják tartani fel. De szerencsére van egy sor új technológia, amely lehetővé teheti ezt. Ban ben ezt a sorozatot, megvizsgálunk néhány innovatív új megoldást, amelyeken gazdálkodók, tudósok és vállalkozók dolgoznak annak érdekében, hogy senki ne éhezzen az egyre zsúfoltabb világunkban.

Amióta az amerikai polgárok ipari korban vándoroltak az országból a városba, a városi területeket a legkorszerűbb technológiákkal társították.

Nos, kaparjuk meg ezt az összefüggést – mert a mesterséges intelligencia korában Carnegie Mellon új kutatási projektje Az Egyetem Robotikai Intézete arra törekszik, hogy bebizonyítsa, hogy az ország technológiailag legalább annyira fejlett lehet, mint a okos város.

FarmView néven (nem tévesztendő össze Farm Ville, az időpazarló játék, amely túlszárnyalt Facebook az elmúlt évtized nagy részében táplálkozik), a projekt gépi tanulást, drónokat, autonóm robotokat és A nagy költségvetésű technológiai kutatás gyakorlatilag minden más területe, amely segíti a gazdákat abban, hogy több élelmiszert termeljenek, jobbak és okosabbak.

"Körülbelül 15 éve kutatunk a mezőgazdasági robotikával kapcsolatban" Kantor György, Carnegie Mellon vezető rendszerkutató nyilatkozta a Digital Trendsnek. „Számos különböző formát öltött, és ez egy kísérlet volt arra, hogy mindezt egyetlen összefüggő projektbe vonjuk össze.”

A FarmView azonban sokkal több, mint egy felülről lefelé irányuló szervezeti átalakítás, például a pénzügyi adminisztrációs csapat felelőssége a követelésekért, nem pedig a tartozásért. Valójában egy újfajta sürgősségről tanúskodik ebben a témában, köszönhetően annak a statisztikának, amely rávilágított annak fontosságára az érintett kutatók számára.

Az a statisztika? A jelenlegi előrejelzések szerint 2050-re a világ népessége eléri a 9,6 milliárd főt. Ez azt jelenti, hogy ha nem találnak jobb módokat korlátozott mezőgazdasági erőforrásaink – beleértve a földet, vizet és energiát – felhasználására, globális élelmiszerválság alakulhat ki.

„Ez egy olyan statisztika, amely valóban arra kényszerít bennünket, hogy megoldásokat keressünk” – folytatta Kantor. „A technológia önmagában nem fogja megoldani ezt a potenciális válságot; társadalmi és politikai kérdéseket is érint. Azonban úgy gondoljuk, hogy segíthetünk. Nem csak az a lényeg, hogy mennyi étel van. Az élelmiszer-előállítás módja jelenleg nagyon erőforrás-igényes, és a rendelkezésre álló erőforrásokat elhasználják. Növelnünk kell az általunk előállított élelmiszer mennyiségét és minőségét, de ezt úgy kell tennünk, hogy ne feltételezzük, hogy korlátlan erőforrásokkal rendelkezünk.”

A projekt részeként a csapat kifejlesztett egy autonóm földi robotot, amely képes vizuális felméréseket végezni a szántóföldeken különböző időpontokban. az évszak – egy kamera, egy lézerszkenner a növényi geometriát méri, és egy multispektrális kamera jóvoltából, amely nem látható sugárzást néz zenekarok. A számítógépes látás és a gépi tanulási technológia segítségével megjósolhatja a várható gyümölcstermést a szezon későbbi szakaszában.

Ahelyett, hogy csak passzívan továbbadná ezeket az információkat egy gazdálkodónak, az aktívan elindíthatja a robotot. a levelek metszése vagy a gyümölcs ritkítása oly módon, hogy az optimális ökológiai egyensúlyt fenntartsák a levélterület és a termés között Betöltés.

A CMU kutatói drónok és helyhez kötött szenzorhálózatok kombinációját is használják a növények növekedésének makroméretű mérésére.

Bár ezek határozottan intelligens példák a technológiára, az igazán hosszan tartó hatás az lesz, hogy az olyan technológiákat, mint a levélvágó robotok és drónok, hogyan lehet felhasználni a termés javítására.

Ebben a minőségében Kantor a cirokra mutatott, egy durva, száraz fűszemre, amely évezredekkel ezelőtt Egyiptomból származik. A gabonacirokot széles körben fogyasztják, és a világ ötödik legfontosabb gabonanövényeként tartják számon. Mivel nagyon sok különböző fajtát tartalmaz (egy óriási 42 000!), óriási genetikai potenciállal rendelkezik új, magas fehérjetartalmú fajták létrehozására, amelyek még fontosabbá tehetik.

Végül is ki elégedett azzal, hogy az ötödik-a legfontosabb gabonanövény?

Itt jön be az AI. Ha lehetséges gépi tanulási technológia segítségével a cirok paramétereit úgy mérni, hogy a tenyésztők és a genetikusok válassza ki azokat a tulajdonságokat, amelyek a legszükségesebbek a jobb terméshozamhoz, valamint a legellenállóbbak a betegségekkel és a szárazsággal szemben, ennek hatalmas pozitív hatása lehet hatás. Önmagában a hozam, mondjuk, 50 százalékos növelése olyan valós hatást jelentene, amelyet nagyon kevés informatikusnak köszönhetünk.

Tehát mindez azt jelenti, hogy a jövő farmja, akárcsak a jövő gyára, az lesz nagyrészt emberektől mentes – a csillogó terminátor-stílusú robotok sora után végrehajtják az összes munka? Nem egészen.

„Ezt nem azért tesszük, hogy lecseréljük az embereket. Amit teszünk, az az, hogy új technológiákat vezetünk be, amelyek hatékonyabbá tehetik a gazdálkodókat tevékenységük során, és lehetővé teszik számukra, hogy kevesebb erőforrást használjanak fel erre” – mondta Kantor. „Az általunk elképzelt forgatókönyv nem jár kevesebb ember felhasználásával; ez magában foglalja a robotika és más technológiák használatát olyan feladatok elvégzésére, amelyeket az emberek jelenleg nem végeznek."

Jelenleg sok technológia még a „koncepció bizonyítása” fázisban van, de Kantor megjegyezte, hogy érdekes megbeszéléseket folytattak a mezőgazdasági korai alkalmazókkal. Most a projekt – amelybe Texas A&M, Penn State, Colorado állam, Washington állam, A Marylandi Egyetem, a Georgiai Egyetem és a dél-karolinai Clemson Egyetem nagy sikerre készül idő.

„Sokan nem gondolják, hogy ez az első hely, ahol ilyen jellegű kutatást és fejlesztést végeznek, de ez egy az a terület, amely – és sajnálom, hogy ezt a szójátékot használom, de ez tényleg elkerülhetetlen – valóban megérett a fejlődésre” – Kantor arra a következtetésre jutott. „Most az a törekvésünk, hogy elkezdjük használni ezeket az eszközöket a problémák nagy léptékű megoldására.”

Szerkesztői ajánlások

• Az optikai illúziók segíthetnek a mesterséges intelligencia következő generációjának felépítésében
• Ez a technológia sci-fi volt 20 évvel ezelőtt. Most ez a valóság
• Az MIT új robotja mindenki kedvenc blokkoló játékával, a Jenga-val játszhat