Сельскохозяйственная деятельность имеет определенное сходство с такими отраслями, как производство, где автоматизация и наука о данных были созданы десятилетиями, включая стремление к однообразию, важность эффективности, производительности и прибыльности. Учитывая это, также есть некоторые значительные отличия. Биологические системы по своей сути неопределенны из-за погоды, вредителей, болезни или любого количества других источников. Распознавание и автоматизация – если они используются должным образом и с уважением – имеют потенциал выявить идеи, которые раньше было трудно увидеть. Сегодня поговорим о ванкуверской компании Ecoation Innovative Solutions Inc, специализирующейся на использовании ИИ в сельском хозяйстве. Далее на ivancouver.
О главе компании Ecoation Innovative Solutions
Руководителем команды, помогающей производителям решать проблемы, связанные с тепличными работами в садоводстве, является Грег Стюарт. У него есть опыт автоматизации и машинного обучения (производство бумаги, автомобильные силовые агрегаты, нефтепереработка, центры обработки данных и т.п.). Именно поэтому заинтересовался возможностями ИИ для сельского хозяйства, которые могут быть полезны при правильном сочетании зондирования и аналитики.
Зачем использовать искусственный интеллект в сельском хозяйстве?
Современная коммерческая теплица это фантастически сложная операция, размер которой легко может составлять десятки гектаров. Производители обязаны знать, что происходит в каждом уголке теплицы, чтобы они могли координировать деятельность потенциально сотен людей, чтобы гарантировать поддержку производства, выявление и устранение проблем, угрожающих компании.
Ecoation предоставляют технологию, которую можно установить на тележки в теплице и использовать для выявления вредителей и болезней, контроля качества работы за растениями и для оценки урожайности. Кроме того, здесь предоставляют тележки как со встроенным оборудованием, так и возможность легко адаптировать имеющиеся тележки в теплице. В зависимости от выбранного сенсорного пакета аппаратное обеспечение включает различные камеры (включая камеру 8k 360), датчики климатических измерений и интерактивный ЖК-дисплей для электронной записи наблюдений человека и предоставление уведомлений в реальном времени разведчикам, привлекая их внимание к потенциальным проблемам, таким как «вы вошли в зону высокого риска для паутинного клеща».
Система, которая считает плоды и классифицирует их по разным показателям
Для оценки производительности теплицы и обнаружения зон с более низким, чем желаемый, уровнем урожайности Ecoation внедрила систему, которая считает плоды (например, томаты) и классифицирует их по степени спелости (по цвету) для каждого ряда и столбика, проходящих тележку. Система использует набор камер для сбора изображений при движении тележки рядами. Полученные изображения обрабатываются моделью на основе нейронной сети, которая определяет и классифицирует цветовые плоды. Перед запуском эта модель была обучена и проверена на десятках тысяч изображений.
Замкнутая система интегрированной защиты растений
Мониторинг и контроль вредителей и заболеваний с помощью программы интегрированной защиты растений (IPM) является ключевым элементом любой сельскохозяйственной деятельности. Если проблему обнаружить на ранней стадии, вполне достаточно использовать биологические методы контроля, например полезных насекомых, поедающих вредителей. Если же популяция вредителей станет слишком большой, теплице придется прибегнуть к более радикальным мерам, таким как химическая обработка. Основная цель программы IPM – удерживать уровень вредителей и болезней ниже экономического порога вреда, в то же время минимизируя затраты на меры контроля.
Компания Ecoation разработала модель прогнозирования вредителей и болезней, которая использует данные от наблюдений работников (скаутов) и измерения климатических сенсоров. Эта модель формирует прогноз пространственного распределения вредителей в теплице и возможного их распространения в будущем.
Прогнозы предоставляются в виде карты, позволяющей менеджерам IPM и работникам визуализировать горячие точки и проблемные зоны. Кроме того, интерактивный ЖК-планшет обеспечивает скауты оперативными оповещениями в реальном времени, когда они входят в проблемную зону. Такие уведомления информируют о том, какие вредители или болезни представляют наибольший риск и требуют особого внимания.
О полной оперативной видимости
Климатические условия, такие как температура, свет, влажность и уровень CO₂, являются критическими для роста и продуктивности культур. Однако менее известно то, как эти параметры могут варьироваться в пределах теплицы и как локальные микроклиматические зоны влияют на выращивание растений.
Платформа OKO от Ecoation измеряет эти четыре климатических переменных, перемещаясь по теплице. Собранные сенсорами данные обрабатываются так, чтобы компенсировать ежедневные вариации и выделить пространственные изменения. Это позволяет фермерам получить подробный климатический профиль теплицы и идентифицировать устойчивые микроклиматические зоны.
На основе полученной информации фермеры могут выполнить несколько действий:
- Внести физические изменения в системы распределения воздуха (например, вентиляторы или оросители).
- Увеличить биологические обработки в зонах, где климатические условия создают риски роста популяций вредителей.
Этот подход позволяет более точно реагировать на проблемы и повышать эффективность управления теплицей.
О проверке качества работы с культурой
Уход за растениями является важной составляющей выращивания и качественное выполнение этой работы в условиях теплицы – это критическая, но потенциально трудоемкая задача. Томатные растения являются отличным примером, поскольку они относятся к индетерминантным культурам, то есть продолжают расти в высоту в течение всего сезона. Чтобы поддерживать верхушки растений на одном уровне, их еженедельно опускают, а нижние части обрывают, чтобы направить энергию на производство плодов. Если этот процесс выполнить неправильно, верхушка растения может сломаться, что приведет к потере урожая и финансовому ущербу для производителя. А камеры Ecoation производят снимки и используют модели нейронных сетей, которые научены распознавать и подсчитывать индивидуальные стебли в культуре. Система может предупредить производителя о любых пробелах или неоднородной плотности, которые могут свидетельствовать о потенциальной потере производительности.
Именно поэтому основная цель сбора и анализа данных – предоставить производителям информацию о том, где могут быть проблемы и что их вызывает. Теплица площадью 50 акров требует огромных усилий для проверки, но система Ecoation значительно упрощает этот процесс, предоставляя список из 5 или 10 зон, требующих внимания экспертов. Система также указывает, является ли вероятной причиной проблемы климат, уход за культурой, вредители или болезни.
Этот продвинутый уровень аналитики возможен благодаря запатентованному новому инструменту KENNIS Grower Assistant. KENNIS объединяет большой объем данных, собранных продуктами OKO, и использует машинное обучение и технологии искусственного интеллекта, чтобы обеспечить точное пространственно-временное понимание не только того, что происходит в каждом кубическом метре теплицы, но и почему это происходит, а также предложить, что делать дальше.