Сільськогосподарська діяльність має певну схожість із такими галузями, як виробництво, де автоматизація та наука про дані були створені десятиліттями, включаючи прагнення до одноманітності, важливість ефективності, продуктивності та прибутковості. Зважаючи на це, також є деякі значні відмінності. Біологічні системи за своєю суттю є невизначеними через погоду, шкідників, хвороби або будь-яку кількість інших джерел. Розпізнавання та автоматизація – якщо вони використовуються належним чином і з повагою – мають потенціал виявити ідеї, які раніше було важко побачити. Сьогодні поговоримо про ванкуверську компанію Ecoation Innovative Solutions Inc, що спеціалізується на використанні ШІ в сільському господарстві. Далі на ivancouver.
Про очільника компанії Ecoation Innovative Solutions
Очільником команди, яка допомагає виробникам розв’язувати проблеми, пов’язані з тепличними роботами в садівництві, є Грег Стюарт. Він має досвід автоматизації та машинного навчання (виробництво паперу, автомобільні силові агрегати, нафтопереробка, центри обробки даних тощо). Саме тому зацікавився можливостями ШІ для сільського господарства, які можуть бути корисними за правильного поєднання зондування та аналітики.
Навіщо використовувати штучний інтелект у сільському господарстві?
Сучасна комерційна теплиця – це фантастично складна операція, розмір якої легко може становити десятки гектарів. Виробники зобов’язані знати, що відбувається в кожному куточку теплиці, щоб вони могли координувати діяльність потенційно сотень людей, щоб гарантувати підтримку виробництва, виявлення та усунення проблем, які загрожують компанії.
В Ecoation надають технологію, яку можна встановити на візки в теплиці та використовувати для виявлення шкідників і хвороб, контролю якості роботи за рослинами та для оцінки врожайності. Крім того, тут надають візки як з вбудованим обладнанням, так і можливість легко адаптувати наявні візки в теплиці. Залежно від вибраного сенсорного пакета апаратне забезпечення включає різні камери (включно з камерою 8k 360), датчики кліматичних вимірювань та інтерактивний РК-дисплей для електронного запису спостережень людини та надання сповіщень у реальному часі розвідникам, привертаючи їх увагу до потенційних проблем, таких як «ви увійшли в зону високого ризику для павутинного кліща».
Система, що рахує плоди та класифікує їх за різними показниками
Для оцінки продуктивності теплиці та виявлення зон із нижчим, ніж бажаний, рівнем врожайності Ecoation впровадила систему, яка рахує плоди (наприклад, томати) та класифікує їх за ступенем стиглості (за кольором) для кожного ряду та стовпчика, які проходить візок. Система використовує набір камер для збору зображень під час руху візка рядами. Отримані зображення обробляються моделлю на основі нейронної мережі, яка визначає та класифікує плоди за кольором. Перед запуском у виробництво ця модель була навчена та перевірена на десятках тисяч зображень.
Замкнута система інтегрованого захисту рослин
Моніторинг і контроль шкідників і хвороб за допомогою програми інтегрованого захисту рослин (IPM) є ключовим елементом будь-якої сільськогосподарської діяльності. Якщо проблему виявити на ранній стадії, цілком достатньо використовувати біологічні методи контролю, наприклад, корисних комах, які поїдають шкідників. Якщо ж популяція шкідників стане надто великою, теплиці доведеться вдатися до більш радикальних заходів, як-от хімічна обробка. Основна мета програми IPM – утримувати рівень шкідників і хвороб нижче економічного порогу шкоди, водночас мінімізуючи витрати на заходи контролю.
Загалом компанія Ecoation розробила модель прогнозування шкідників і хвороб, яка використовує дані від спостережень працівників (скаутів) та вимірювання кліматичних сенсорів. Ця модель формує прогноз просторового розподілу шкідників у теплиці та їхнього можливого розповсюдження в майбутньому.
Прогнози надаються у вигляді карти, яка дозволяє менеджерам IPM і працівникам візуалізувати «гарячі точки» та проблемні зони. Крім того, інтерактивний РК-планшет забезпечує скаутів оперативними сповіщеннями в реальному часі, коли вони входять у проблемну зону. Такі сповіщення інформують про те, які шкідники чи хвороби становлять найбільший ризик і потребують особливої уваги.
Про повну оперативну видимість
Кліматичні умови, такі як температура, світло, вологість і рівень CO₂, є критичними для росту і продуктивності культур. Проте менш відомим є те, як ці параметри можуть варіюватися в межах теплиці та як локальні мікрокліматичні зони впливають на вирощування рослин.
Платформа OKO від Ecoation вимірює ці чотири кліматичні змінні, переміщаючись теплицею. Зібрані сенсорами дані обробляються таким чином, щоб компенсувати щоденні варіації та виокремити просторові зміни. Це дозволяє фермерам отримати детальний кліматичний профіль теплиці та ідентифікувати стійкі мікрокліматичні зони.
На основі отриманої інформації фермери можуть виконати кілька дій:
- Внести фізичні зміни в системи розподілу повітря (наприклад, вентилятори або зрошувачі).
- Збільшити біологічні обробки в зонах, де кліматичні умови створюють ризики для зростання популяцій шкідників.
Цей підхід дозволяє більш точно реагувати на проблеми та підвищувати ефективність управління теплицею.
Про перевірку якості роботи з культурою
Догляд за рослинами є важливим складником вирощування, і якісне виконання цієї роботи в умовах теплиці – це критичне, але потенційно трудомістке завдання. Томатні рослини є чудовим прикладом, оскільки вони належать до індетермінантних культур, тобто продовжують рости у висоту протягом усього сезону. Щоб підтримувати верхівки рослин на одному рівні, їх щотижня опускають, а нижні частини обривають, щоб спрямувати енергію рослини на виробництво плодів. Якщо цей процес виконати неправильно, верхівка рослини може зламатися, що призведе до втрати врожаю та фінансових збитків для виробника. А камери Ecoation роблять знімки й використовують моделі нейронних мереж, які навчені розпізнавати та підраховувати індивідуальні стебла в культурі. Система може попередити виробника про будь-які прогалини чи неоднорідну густоту, які можуть свідчити про потенційну втрату продуктивності.
Саме тому основна мета збору та аналізу цих даних – надати виробникам інформацію про те, де можуть бути проблеми та що їх викликає. Теплиця площею 50 акрів вимагає величезних зусиль для перевірки, але система Ecoation значно спрощує цей процес, надаючи список із 5 або 10 зон, які потребують уваги експертів. Система також вказує, чи є ймовірною причиною проблеми клімат, догляд за культурою, шкідники чи хвороби.
Цей просунутий рівень аналітики можливий завдяки новому запатентованому інструменту KENNIS Grower Assistant. KENNIS об’єднує великий обсяг даних, зібраних продуктами OKO, і використовує машинне навчання та технології штучного інтелекту, щоб забезпечити точне просторово-часове розуміння не лише того, що відбувається в кожному кубічному метрі теплиці, а й чому це відбувається, а також запропонувати, що робити далі.