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播种成功:农业中的人工智能

Vera Ovanin

3 分钟阅读

2024 年 5 月 24 日

了解人工智能如何通过机器学习彻底改变农业,提高生产力,优化资源并促进可持续发展,从而实现繁荣的未来。

农业中的人工智能(AI)正在彻底改变农业。让我们来了解一下这项变革性技术如何通过前沿创新和智能实践重塑该行业。

图 1. 通过人工智能重新定义农业。

地球上还有哪个行业能像农业一样产生如此巨大的影响?

农业是全球经济的命脉,占全球国内生产总值的 4%,同时养活数十亿人,并维持着人们的生活。

想象一下,如果每位农民都能以精确的准确度预测作物产量,并以精确的外科手术式精度分配资源,那会是怎样的世界。 

这可能并非遥不可及。

得益于机器学习和农业,这不再是高科技幻想,而是日常现实。 

农业中的人工智能具有巨大的前景,特别是考虑到全球一半的农民仍然不了解现有的解决方案。

人工智能在农业中的优势

人工智能与农业的结合带来了诸多好处,可显著提高农业效率和可持续性。主要积极成果包括:

  • 资源优化。 人工智能驱动的工具,如自动灌溉系统、土壤传感器和预测分析,可确保有效利用水、肥料和其他投入,从而减少浪费并降低成本。
  • 提高生产力。 通过精确监控和管理作物健康、土壤条件和资源利用,人工智能可帮助农民获得更高的产量和更优质的作物。
  • 环境保护。 人工智能支持的可持续实践,如控制灌溉,可减少农业对环境的影响,从而促进生物多样性和土壤健康。

通过利用这些优势,农民可以创建更具弹性和生产力的农业系统,从而充分发挥其资源的潜力。

图 2. 新植物的特写。

农业创新:数据科学与农业  

视觉人工智能利用最先进的算法,将从卫星图像、无人机和地面传感器收集的大量数据集提炼为可操作的见解。以下是它们的工作方式:

  • 卫星图像提供作物健康和土壤条件的广阔视野。
  • 无人机提供详细的特写图像,用于精确监控。
  • 地面传感器提供关于湿度、温度和其他关键因素的实时数据。

当农民结合数据源、机器学习、深度学习和计算机视觉算法时,他们可以从复杂和大量的信息中提取有价值的见解。 

他们可以对其进行定制,以包括从作物健康评估和土壤条件评估到病虫害侵扰和产量预测的任何参数。

使用人工智能进行作物和土壤监测的最大好处是,农民可以立即在他们的耕作实践中应用这些见解。

随着时间的推移,这些应用能够改进运营,增加收入并提高可持续性。                        

基于机器学习的更智能的农业决策

人工智能的数据驱动方法使农民能够主动应对可能损害其作物的潜在问题。以下是人工智能建模如何改变农业实践:

  • 干旱预测。 如果视觉人工智能检测到即将发生的干旱,农民可以调整灌溉计划以节约用水并保护其收成。这确保了最佳的用水量并防止作物歉收。
  • 病害预测。 当预测到疾病爆发时,视觉人工智能能够实现及时的干预,使农民能够尽早采取治疗措施并防止广泛的损害。这样做可以最大限度地减少作物损失并保持产量质量。
  • 养分管理。 人工智能分析土壤数据以确定养分不足,指导农民进行精确的肥料施用。这种有针对性的方法可增强土壤健康并提高作物生产力。
  • 虫害控制。 机器学习模型可以预测害虫的侵扰,使农民能够采取预防措施。早期检测和治疗可以控制害虫数量并保护作物。

使用无人机作物监测预测产量

在人工智能出现之前,农民依靠经验、直觉和基本天气预报等传统方法来指导他们的耕作实践。

利用无人机辅助作物监测得出的精确预测,农民可以更具策略性地进行耕作。

他们可以选择最佳的种植和收获时间,从而在最有利的时机播种和收割作物。

这种预见性使农民能够更有效地分配资源,从而更好地管理水、肥料和劳动力,减少不必要的开支和浪费。

此外,准确预测产量的能力有助于预测市场需求并调整其生产以有效地满足消费者需求。

在美国,由于目前的精准农业技术,生产力估计提高了 4%,并且随着这些技术的更广泛采用,还有可能进一步提高 6%。

图 3. 农田概览。

通过人工智能水资源管理优化产量

人工智能不仅有助于预测作物产量,还有助于通过变量速率施用等先进技术来优化产量。

通过这项技术,人工智能会分析各种数据点,例如土壤成分、湿度和作物健康状况。  

它利用这些见解来确定田地中每个部分的精确需求,确保每个区域都获得所需的精确养分和水分。

该系统利用车辆上的 GPS 装置和电子通信来调整区域之间的施用率。

通过利用这种调整,农民还可以确保资源的最佳分配,包括肥料和水。

因此,他们能够保持整个田地均匀生长,最终实现更高的收入和可持续性。

人工智能农业将长期存在

当我们考虑到农业对我们星球的巨大影响及其在维持生命中的关键作用时,人工智能的整合成为一个有待挖掘的新的潜力。

通过利用农业创新的力量,农民可以获得前所未有的见解,从而使他们能够优化资源分配,提高生产力并降低风险。

展望未来,农业机器学习显然不是转瞬即逝的趋势,而是一种将长期存在的根本性转变,它将赋能农民,为子孙后代创造更美好的未来。

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