人工智能如何引導(dǎo)農(nóng)業(yè)的未來(lái)

如今在有關(guān)技術(shù)的話題中，人工智能已經(jīng)變得越來(lái)越突出。但這意味著什么？它如何塑造農(nóng)業(yè)的未來(lái)？

在很多方面，人工智能已經(jīng)在農(nóng)業(yè)研究和田間應(yīng)用方面發(fā)揮著作用，但還有許多工作要做。該領(lǐng)域的研究人員對(duì)人工智能處理海量數(shù)據(jù)的能力倍感興奮，并嘗試從它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類思維能力的速度中受到啟發(fā)。

新上任的佛羅里達(dá)大學(xué)農(nóng)業(yè)和自然資源副校長(zhǎng)Scott Angle認(rèn)為人工智能是技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)突出元素。

“機(jī)器人、視覺化、自動(dòng)化和基因突破都需要先進(jìn)的人工智能才能發(fā)揮作用”他說。“幸運(yùn)的是，佛羅里達(dá)大學(xué)很早就認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并正在開發(fā)一個(gè)計(jì)劃，以加強(qiáng)該大學(xué)的人工智能研究?！?/p>

AI是什么，它從何而來(lái)？

Jim Carroll 是一位全球未來(lái)學(xué)家，他擅長(zhǎng)技術(shù)，以非計(jì)算機(jī)科學(xué)家能夠理解的方式解釋技術(shù)。他說，首先人工智能不是一個(gè)失控的機(jī)器人，它不會(huì)像媒體和流行文化經(jīng)常描繪的那樣恐嚇和破壞我們的生活方式。

“這不是什么新鮮事”Carroll說?！皩?shí)際上，我在20世紀(jì)30年代的《大眾力學(xué)》雜志上看到一些文章，其中談到了那些會(huì)偷走我們所有工作的'巨型機(jī)器大腦'?！?/p>

“到底什么是AI？最佳理解就是，它本質(zhì)上就是一種算法——一臺(tái)計(jì)算機(jī)，非常善于處理數(shù)據(jù)，無(wú)論是純粹的數(shù)據(jù)，還是圖像或其他信息。經(jīng)過‘培訓(xùn)’，它能‘學(xué)會(huì)’如何識(shí)別信息中的不同的模式、趨勢(shì)和見解。它學(xué)得越多，就會(huì)的越多。”

John McCarthy被認(rèn)為是人工智能的開山鼻祖之一，在1955年創(chuàng)造了這個(gè)詞。后來(lái)Alan Turing，Marvin Minsky，Allen Newell，和Herbert Simon也加入了這項(xiàng)技術(shù)的早期開發(fā)。

早在1955年，人工智能作為一門新學(xué)科進(jìn)入學(xué)術(shù)界。這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)資金凍結(jié)階段，也稱為AI寒冬。其中一些是因?yàn)槿斯ぶ悄苎芯勘粍澐譃橄嗷オ?dú)立的子領(lǐng)域。機(jī)器人走一條路，而機(jī)器學(xué)習(xí)走另一條路。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何才能得到實(shí)際應(yīng)用？

但是，隨著計(jì)算能力呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，正如Angle所指出的，人工智能正在成為一種統(tǒng)一的技術(shù)，可以將所有子領(lǐng)域連接在一起。曾經(jīng)只能想象到的，現(xiàn)在正變成現(xiàn)實(shí)。

Ag 應(yīng)用

在UF/IFAS教授精密農(nóng)業(yè)和機(jī)器學(xué)習(xí)的助理教授Yiannis Ampatzidis博士說，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用越來(lái)越普及，包括成像、機(jī)器人和大數(shù)據(jù)分析。

“在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，人工智能用于檢測(cè)植物病蟲害、植物逆境、植物營(yíng)養(yǎng)狀況以及水資源管理水平”Ampatzidis說。“這些探測(cè)技術(shù)可能是空中的（使用無(wú)人機(jī)），也可能是地面的?！?/p>

用于檢測(cè)植物逆境的成像技術(shù)也可以用于精準(zhǔn)噴灑應(yīng)用。目前，John Deere正在努力將Blue River Technology公司的雜草噴霧器推向市場(chǎng)，可用來(lái)檢測(cè)雜草，并只對(duì)雜草應(yīng)用除草劑。

Ampatzidis指出，人工智能也用于機(jī)器人技術(shù)。該技術(shù)用于機(jī)器人收割機(jī)時(shí)，可以檢測(cè)判斷果實(shí)成熟度以便采摘。佛羅里達(dá)州的 Harvest CROO Robotics就是一個(gè)例子。其機(jī)器人草莓收割機(jī)就在2019-2020年佛羅里達(dá)州草莓季成功商用。

Ampatzidis說，人工智能在大數(shù)據(jù)分析方面擁有巨大的潛力。在許多方面，它是處理農(nóng)業(yè)研究中海量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。他和 UF/IFAS 的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了AgroView基于云的技術(shù)，該技術(shù)使用AI 算法處理、分析和可視化從空中和地面平臺(tái)收集的數(shù)據(jù)。

“這些數(shù)據(jù)的數(shù)量巨大，人腦是很難處理和分析這些數(shù)據(jù)的”他說。AI 算法可以檢測(cè)這些數(shù)據(jù)中的模式，幫助種植者做出“智能”決策。例如，Agroview 可以檢測(cè)和計(jì)算柑橘樹的數(shù)量，估算樹木高度和樹冠大小，并測(cè)量植物養(yǎng)分水平。

Carroll補(bǔ)充說，今天收集了很多影像數(shù)據(jù)?！叭斯ぶ悄芟到y(tǒng)通常可以以更低的成本進(jìn)行更好的分析。這類似于我們?cè)卺t(yī)療領(lǐng)域所做的工作。AI 系統(tǒng)可以從 X 射線中讀取信息，診斷更加準(zhǔn)確?！?/p>

人工問題

那么，機(jī)器人和人工智能是來(lái)竊取我們所有的工作嗎？這是一個(gè)復(fù)雜的問題。Ampatzidis認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將取代重復(fù)勞動(dòng)，取代那些已經(jīng)難以用人類勞動(dòng)力填補(bǔ)的工作。它將取代工廠、農(nóng)業(yè)（手工收割機(jī)和一些包裝廠的工作）、車輛司機(jī)、簿記員等的工作。它還將取代法律、醫(yī)療保健、會(huì)計(jì)、酒店等領(lǐng)域的許多“白領(lǐng)”工作。

當(dāng)然，AI 還可以在計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)化、機(jī)器人、數(shù)據(jù)分析和計(jì)算機(jī)游戲領(lǐng)域開發(fā)新的工作。

Carroll補(bǔ)充說，人們不應(yīng)該害怕人工智能技術(shù)所帶來(lái)的潛在的創(chuàng)造性破壞。“我總是告訴我的客戶，不要害怕未來(lái)。有些人看到了未來(lái)，看到了威脅。而創(chuàng)新者看到了相同的未來(lái)，看到了機(jī)遇。”

AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)

去年7月，佛羅里達(dá)大學(xué)宣布與跨國(guó)科技公司NVIDIA建立7000萬(wàn)美元的公私合作，以制造世界上最快的人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)。該系統(tǒng)將于2021年初運(yùn)行。UF 教職員工將擁有在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用人工智能的工具，例如應(yīng)對(duì)海平面上升、人口老齡化、數(shù)據(jù)安全、個(gè)性化醫(yī)療、城市交通和糧食不安全等重大挑戰(zhàn)。