Штучний інтелект у сільському господарстві: використання сучасного штучного інтелекту для вирішення традиційних сільськогосподарських проблем

огляд

• Життєвий цикл сільського господарства

• Проблеми, з якими стикається сільське господарство за допомогою традиційних методів землеробства.

Штучний Інтелект

Штучний інтелект базується на принципі, що людський інтелект можна визначити таким чином, щоб машина могла легко імітувати його та виконувати завдання, від найпростіших до ще складніших. Цілі штучного інтелекту включають навчання, міркування та сприйняття.

«Ми на початку золотого віку ШІ. Останні досягнення вже привели до винаходів, які раніше жили в царині наукової фантастики – і ми лише подряпали поверхню того, що можливо»
– ДЖЕФФ БЕЗОС, генеральний директор Amazon

Деякі приклади, системи розпізнавання зору на безпілотних автомобілях, у системах рекомендацій, які пропонують продукти, які можуть вам сподобатися на основі того, що ви купували в минулому, розпізнавання мовлення та мови віртуального помічника Siri на Apple iPhone.

ШІ робить величезний вплив у всіх сферах галузі. Кожна галузь прагне автоматизувати певні роботи за допомогою інтелектуального обладнання.

Сільське господарство та фермерство є одними з найдавніших і найважливіших професій у світі. Він відіграє важливу роль в економічному секторі. У всьому світі сільське господарство становить 5 трильйонів доларів.

Очікується, що до 2050 року чисельність населення світу досягне понад дев’яти мільярдів, що потребуватиме збільшення сільськогосподарського виробництва на 70%, щоб задовольнити попит. Населення світу зростає, через що земельної води та ресурсів стає недостатньо для продовження ланцюжка попит-пропозиція. Отже, нам потрібен розумніший підхід і ми станемо ефективнішими у тому, як ми ведемо господарство та можемо бути найбільш продуктивними

У цій статті я розповім про проблеми, з якими стикаються фермери, використовуючи традиційні методи ведення сільського господарства, і про те, як штучний інтелект робить революцію в сільському господарстві, замінюючи традиційні методи більш ефективними методами та допомагаючи світу стати кращим.

Життєвий цикл сільського господарства

Ми можемо розділити процес землеробства на різні частини:

Підготовка ґрунту: Це початковий етап землеробства, де фермери готують ґрунт для посіву насіння. Цей процес передбачає розбивання великих грудок ґрунту та видалення сміття, наприклад паличок, каміння та коріння. Крім того, додайте добрива та органічні речовини залежно від типу культури, щоб створити ідеальну ситуацію для посівів.

Посів насіння: На цьому етапі потрібно подбати про відстань між двома насінинами, глибину посадки насіння. На цьому етапі важливу роль відіграють такі кліматичні умови, як температура, вологість і кількість опадів.

Додавання добрив: Підтримка родючості ґрунту є важливим фактором, щоб фермер міг продовжувати вирощувати поживні та здорові культури. Фермери звертаються до добрив, оскільки ці речовини містять поживні речовини для рослин, такі як азот, фосфор і калій. Добрива — це просто посаджені поживні речовини, які вносяться на сільськогосподарські поля для доповнення необхідних елементів, які є природними в ґрунті. Цей етап також визначає якість врожаю

зрошення: Цей етап допомагає підтримувати вологість ґрунту та вологість. Недостатній або надмірний полив може перешкоджати росту культур, а якщо не робити це належним чином, це може призвести до пошкодження культур.

Захист від бур'янів: Бур'яни - небажані рослини, які ростуть біля посівів або на межі ферм. Захист від бур’янів є важливим фактором, оскільки бур’яни знижують урожайність, збільшують собівартість виробництва, перешкоджають збору врожаю та погіршують якість врожаю

Збір врожаю: Це процес збору стиглого врожаю з полів. Для цієї діяльності потрібно багато робітників, тому це трудомістка діяльність. Цей етап також включає післязбиральну обробку, таку як очищення, сортування, пакування та охолодження.

зберігання: Ця фаза післязбиральної системи, під час якої продукти зберігаються таким чином, щоб гарантувати продовольчу безпеку, крім періодів сільського господарства. Це також включає упаковку та транспортування врожаю.

Проблеми, з якими стикаються фермери, використовуючи традиційні методи ведення сільського господарства

Перелік загальних проблем, які існують у сфері сільського господарства.

o У сільському господарстві такі кліматичні фактори, як кількість опадів, температура та вологість, відіграють важливу роль у життєвому циклі сільського господарства. Збільшення вирубки лісів і забруднення призводить до кліматичних змін, тому фермерам важко приймати рішення щодо підготовки ґрунту, посіву насіння та збору врожаю.

o Кожна культура потребує певного живлення в ґрунті. У ґрунті необхідні 3 основні поживні речовини: азот (N), фосфор (P) і калій (K). Дефіцит поживних речовин може призвести до погіршення якості врожаю.

o Як ми бачимо з життєвого циклу сільського господарства, захист від бур'янів відіграє важливу роль. Якщо його не контролювати, це може призвести до збільшення витрат виробництва, а також воно поглинає поживні речовини з ґрунту, що може спричинити дефіцит поживних речовин у ґрунті.

Застосування штучного інтелекту в сільському господарстві

Промисловість звертається до технологій штучного інтелекту, щоб допомогти отримувати здоровіші врожаї, контролювати шкідників, контролювати ґрунт та умови вирощування, упорядковувати дані для фермерів, допомагати з робочим навантаженням і покращувати широкий спектр завдань, пов’язаних із сільським господарством, у всьому ланцюзі постачання продуктів харчування. .

Використання прогнозу погоди: Зі зміною кліматичних умов і збільшенням забруднення фермерам важко визначити правильний час для посіву насіння. За допомогою штучного інтелекту фермери можуть аналізувати погодні умови за допомогою прогнозу погоди, який допомагає їм планувати тип культури, яку можна вирощувати, і коли слід сіяти насіння.

Система моніторингу стану ґрунту та культур: Тип ґрунту та поживність ґрунту відіграють важливу роль у типі вирощуваної культури та якості врожаю. Через збільшення, вирубку лісів якість ґрунту погіршується, і важко визначити якість ґрунту.

Німецький технологічний стартап PEAT розробив програму на основі штучного інтелекту під назвою Plantix, яка може визначати дефіцит поживних речовин у ґрунті, включаючи шкідників і хвороби рослин, завдяки чому фермери також можуть отримати ідею щодо використання добрив, які допомагають покращити якість врожаю. Ця програма використовує технологію розпізнавання зображень. Фермер може знімати зображення рослин за допомогою смартфонів. Ми також можемо побачити методи відновлення ґрунту з порадами та іншими рішеннями в коротких відео в цій програмі.

Так само Trace Genomics — ще одна компанія, заснована на машинному навчанні, яка допомагає фермерам проводити аналіз ґрунту. Додаток такого типу допомагає фермерам контролювати стан ґрунту та культур і вирощувати здорові культури з вищим рівнем продуктивності.

Аналізуючи здоров'я врожаю дронами: Компанія SkySqurrel Technologies запропонувала рішення для отримання зображень Ariel на базі дронів для моніторингу стану рослин. У цій техніці дрон збирає дані з полів, а потім дані передаються через USB-накопичувач з дрона на комп’ютер і аналізуються експертами.

Ця компанія використовує алгоритми для аналізу зроблених зображень і надання детального звіту, що містить поточний стан ферми. Це допомагає фермеру ідентифікувати шкідників і бактерії, допомагаючи фермерам своєчасно використовувати засоби боротьби зі шкідниками та інші методи для вжиття необхідних заходів

Точне землеробство та прогнозна аналітика: Застосування штучного інтелекту в сільському господарстві розробили програми та інструменти, які допомагають фермерам вести неакуратне та контрольоване землеробство, надаючи належні вказівки фермерам щодо управління водними ресурсами, сівозміни, своєчасного збору врожаю, типу культур, які будуть вирощуватися, оптимального посіву, нападів шкідників, управління харчуванням.

Використовуючи алгоритми машинного навчання у зв’язку із зображеннями, зробленими супутниками та дронами, технології з підтримкою штучного інтелекту прогнозують погодні умови, аналізують стійкість урожаю та оцінюють ферми на наявність хвороб чи шкідників, а також погане живлення рослин на фермах за такими даними, як температура, опади, швидкість вітру, сонячна радіація.

Фермери, які не мають підключення, можуть отримати переваги штучного інтелекту прямо зараз за допомогою таких простих інструментів, як телефон із підтримкою SMS-повідомлень і додаток Sowing. Тим часом фермери, які мають доступ до Wi-Fi, можуть використовувати програми штучного інтелекту, щоб отримувати постійно налаштований план для своїх земель. За допомогою таких рішень на основі Інтернету речей та штучного інтелекту фермери можуть задовольнити світові потреби у збільшенні харчових продуктів, стабільно збільшуючи виробництво та доходи, не виснажуючи дорогоцінні природні ресурси.

У майбутньому штучний інтелект допоможе фермерам перетворитися на сільськогосподарських технологів, використовуючи дані для оптимізації врожайності на окремих рядках рослин

Сільськогосподарська робототехніка: Компанії зі штучним інтелектом розробляють роботів, які можуть легко виконувати численні завдання на сільськогосподарських полях. Цей тип роботів навчений боротися з бур’янами та збирати врожай швидшими темпами з більшими обсягами порівняно з людьми.

Ці типи роботів навчені перевіряти якість посівів і виявляти бур’ян, одночасно збираючи та пакуючи врожай. Ці роботи також здатні боротися з проблемами, з якими стикається сільськогосподарська примусова праця.

Система з підтримкою AI для виявлення шкідників: Шкідники – один із найлютіших ворогів хліборобів, який завдає шкоди посівам.

Системи штучного інтелекту використовують супутникові зображення та порівнюють їх із історичними даними за допомогою алгоритмів штучного інтелекту та визначають, чи приземлилася якась комаха та який тип комахи приземлився, як-от сарана, коник тощо. І надсилають сповіщення фермерам на їхні смартфони, щоб фермери могли необхідні запобіжні заходи та використовуйте необхідні засоби боротьби зі шкідниками, таким чином ШІ допомагає фермерам боротися зі шкідниками.

Висновок

Штучний інтелект у сільському господарстві не тільки допомагає фермерам автоматизувати своє землеробство, але й переходить до точного вирощування для отримання вищої врожайності та кращої якості, використовуючи менше ресурсів.

Компанії, які займаються вдосконаленням машинного навчання або продуктів або послуг на основі штучного інтелекту, як-от навчальні дані для сільського господарства, дрони та автоматизоване машинобудування, у майбутньому отримають технологічний прогрес і нададуть більше корисних програм для цього сектора, допомагаючи світові вирішувати проблеми виробництва продуктів харчування для зростання населення.

Джерело: https://www.fintechnews.org/artificial-intelligence-in-agriculture-using-modern-day-ai-to-solve-traditional-farming-problems/