Kārnegijs Melons izmanto dronus, robotus un mākslīgo intelektu, lai ievilktu lauksaimniecību jaunajā gadsimtā

Pagājušajā gadsimtā lauksaimniecība ir gājusi garu ceļu. Mēs ražojam vairāk pārtikas nekā jebkad agrāk, taču mūsu pašreizējais modelis ir neilgtspējīgs, un tā kā pasaules iedzīvotāju skaits strauji pieaug tuvojas 8 miljardu robežai, mūsdienu pārtikas ražošanas metodēm būs nepieciešamas radikālas pārmaiņas, ja tās turpināsies uz augšu. Bet par laimi ir virkne jaunu tehnoloģiju, kas to varētu padarīt iespējamu. In šī sērija, mēs izpētīsim dažus novatoriskus jaunos risinājumus, pie kuriem strādā lauksaimnieki, zinātnieki un uzņēmēji, lai nodrošinātu, ka mūsu arvien pārpildītākajā pasaulē neviens nepaliktu izsalcis.

Kopš Amerikas pilsoņu industriālā vecuma migrācijas no valsts uz pilsētu, pilsētu teritorijas ir bijušas saistītas ar progresīvām tehnoloģijām.

Nu, noskrāpējiet šo korelāciju - jo mākslīgā intelekta laikmetā jauns Kārnegija Melona pētniecības projekts Universitātes Robotikas institūts cenšas pierādīt, ka valsts var būt tikpat tehnoloģiski attīstīta kā viedā pilsēta.

Sauc FarmView (nejaukt ar FarmVille, laika tērēšanas spēle, kas ir pārsniegusi Facebook baro pēdējo desmit gadu), projektā tiek izmantota mašīnmācība, droni, autonomi roboti un praktiski visās citās liela budžeta tehnoloģiju pētniecības jomās, lai palīdzētu lauksaimniekiem audzēt vairāk pārtikas, labāk un gudrāk.

"Mēs esam pētījuši lauksaimniecības robotiku jau aptuveni 15 gadus," Džordžs Kantors, Kārnegijs Melons vecākais sistēmas zinātnieks pastāstīja Digital Trends. "Tam ir vairākas dažādas formas, un tas bija mēģinājums to visu apvienot vienā saliedētā projektā."

Taču FarmView ir daudz vairāk nekā tikai no augšas uz leju vērsta organizatoriskā pārkārtošana, piemēram, finanšu administrācijas komanda ir atbildīga par debitoru, nevis debitoru parādiem. Faktiski tas parāda jaunu steidzamības sajūtu par šo tēmu, pateicoties statistikai, kas atklāja tās nozīmi iesaistītajiem pētniekiem.

Tāda statistika? Saskaņā ar pašreizējām prognozēm līdz 2050. gadam pasaules iedzīvotāju skaits sasniegs 9,6 miljardus. Tas nozīmē, ka, ja netiks atrasti labāki veidi, kā izmantot mūsu ierobežotos lauksaimniecības resursus, tostarp zemi, ūdeni un enerģiju, var rasties globāla pārtikas krīze.

"Tā ir statistika, kas patiešām liek mums meklēt risinājumus," turpināja Kantors. “Tehnoloģijas vien neatrisinās šo potenciālo krīzi; tas ietver arī sociālos un politiskos jautājumus. Tomēr mēs domājam, ka varam palīdzēt. Tas attiecas ne tikai uz to, cik daudz pārtikas ir. Tas, kā mēs šobrīd ražojam pārtiku, ir ļoti resursietilpīgs, un pieejamie resursi tiek izlietoti. Mums ir jāpalielina saražotās pārtikas daudzums, kā arī kvalitāte, taču dariet to tā, lai netiktu pieņemts, ka mums ir neierobežoti resursi.

Projekta ietvaros komanda ir izstrādājusi autonomu zemes robotu, kas spēj vizuāli apsekot labības laukus dažādos laikos sezona — pateicoties kamerai, lāzera skenerim augu ģeometrijas mērīšanai un multispektrālai kamerai, kas skatās uz neredzamu starojumu joslas. Izmantojot datorredzi un mašīnmācības tehnoloģiju, tas var prognozēt gaidāmo augļu ražu vēlāk šajā sezonā.

Tā vietā, lai tikai pasīvi nodotu šo informāciju lauksaimniekam, tā var aktīvi iedarbināt robotu. lapu atzarošana vai augļu retināšana tā, lai saglabātu optimālu ekoloģisko līdzsvaru starp lapu laukumu un augļiem slodze.

CMU pētnieki izmanto arī dronu un stacionāru sensoru tīklu kombināciju, lai veiktu augu augšanas makro mēroga mērījumus.

Lai gan šie noteikti ir gudri tehnoloģiju piemēri, patiešām ilgstošu ietekmi radīs tas, kā tādas tehnoloģijas kā lapu griešanas roboti un dronus var izmantot, lai palīdzētu uzlabot labību.

Šajā amatā Kantors norādīja uz sorgo — rupju, sausu zāles graudu, kas radās pirms tūkstošiem gadu Ēģiptē. Graudu sorgo plaši ēd, un to uzskata par piekto svarīgāko labības kultūru pasaulē. Tā kā tajā ir tik daudz dažādu šķirņu (milzīgi 42 000!), tai ir arī milzīgs ģenētiskais potenciāls, lai radītu jaunas augstas proteīna šķirnes, kas varētu padarīt to vēl svarīgāku.

Galu galā, kurš ir apmierināts ar to, ka vienkārši ir piektais- vissvarīgākā labības kultūra?

Šeit ienāk AI. Ja ir iespējams izmantot mašīnmācības tehnoloģiju, lai izmērītu sorgo parametrus tā, lai selekcionāri un ģenētiķi varētu izvēlēties īpašības, kas ir visnepieciešamākās ražas uzlabošanai, kā arī visizturīgākās pret slimībām un sausumu, tai varētu būt milzīgs pozitīvs ietekme. Ienesīguma palielināšana vien par, teiksim, par 50 procentiem radītu reālu ietekmi, ko var uzskatīt par ļoti nedaudziem datorzinātniekiem.

Vai tas viss nozīmē, ka nākotnes saimniecība, tāpat kā nākotnes rūpnīca, būs lielākoties bez cilvēkiem — ar rindu pēc rindas mirdzošiem terminatora stila robotiem, kas veic visas strādāt? Ne īsti.

"Mēs to nedarām, lai aizstātu cilvēkus. Tas, ko mēs darām, ir ieviest jaunas tehnoloģijas, kas var padarīt lauksaimniekus efektīvākus savā darbībā un ļaut viņiem izmantot mazāk resursu, lai to paveiktu, ”sacīja Kantors. “Scenārijs, ko mēs iedomājamies, neparedz mazāk cilvēku izmantošanu; tas ietver robotikas un citu tehnoloģiju izmantošanu, lai veiktu uzdevumus, ko cilvēki pašlaik nedara.

Pašlaik daudzas no tehnoloģijām joprojām ir "koncepcijas pierādījuma" fāzē, taču Kantors atzīmēja, ka viņiem ir bijušas dažas interesantas diskusijas ar lauksaimniecības agrīnajiem izmantotājiem. Tagad projekts, kurā ietilpst arī cilvēki no Teksasas A&M, Penn State, Kolorādo štata, Vašingtonas štata, Merilendas Universitāte, Džordžijas Universitāte un Dienvidkarolīnas Klemsonas universitāte gatavojas sasniegt panākumus laiks.

"Daudzi cilvēki to neuzskata par pirmo vietu, kur veikt šāda veida pētniecību un attīstību, taču tā ir joma, kas — un es atvainojos, ka izmantoju šo kalambūru, bet no tā patiešām ir neizbēgama — ir patiešām nobriedusi progresam,” Kantors secināja. "Mūsu mērķis tagad ir sākt izmantot šos rīkus, lai atrisinātu problēmas plašā mērogā."

Redaktoru ieteikumi

• Optiskās ilūzijas varētu palīdzēt mums izveidot nākamās paaudzes AI
• Šī tehnoloģija bija zinātniskā fantastika pirms 20 gadiem. Tagad tā ir realitāte
• MIT jaunais robots var spēlēt ikviena iecienītāko bloku sakraušanas spēli Jenga