民以食為天，農(nóng)業(yè)是人類經(jīng)濟的主要基礎(chǔ)。隨著氣候變化、人口增加、勞動力減少和食品安全等因素，促使農(nóng)業(yè)尋求更多創(chuàng)新措施來保護和提高農(nóng)作物產(chǎn)量。因此，人工智能(AI)正成為廣泛農(nóng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的很重要力量。

　　以下將探討人工智能的農(nóng)業(yè)應(yīng)用及趨勢，并介紹代表性業(yè)者及產(chǎn)品范例。

　　AI在農(nóng)業(yè)的主要應(yīng)用分三大類：

　　一、農(nóng)業(yè)機器人(Agricultural Robots)

　　公司正在開發(fā)和設(shè)計自動化機器人及程序，以處理基本的農(nóng)業(yè)任務(wù)，自動化系統(tǒng)設(shè)備以解決農(nóng)業(yè)勞動力短缺問題，例如以比人力資源更高的速度收成農(nóng)作物。

　　- 雜草控制Blue River Technology 控制雜草的功能是農(nóng)民的首要任務(wù)，因為除草劑抗藥性變得越來越難克服。現(xiàn)今估計有250種雜草已有除草劑的抗性。在美國雜草科學(xué)協(xié)會對不受控制雜草對玉米和大豆作物影響，估計農(nóng)民每年損失430億美元。利用自動化設(shè)備和機器人來幫助農(nóng)民找到更有效的方法，保護農(nóng)作物免受雜草的侵害。

　　Blue River Technology開發(fā)了一款機器人See&Spray，利用計算機視覺來監(jiān)控和精確噴灑棉花植物上的雜草。精確噴灑可以幫助防止除草劑的抗藥性，該公司宣稱其精確技術(shù)可正常噴灑80%農(nóng)作物化學(xué)品，并可將除草劑支出減少90%。

　　機器人See&Spray的視頻示范如何運作：

　　See & Spray - Blue River Technology's precision weed control machine

　　– 農(nóng)作物收成機器人 Harvest CROO Robotics

　　Harvest CROO Robotics開發(fā)了一款具備16個獨立的采摘機器人，幫助草莓農(nóng)場采收和包裝，可以在一天內(nèi)收成8英畝土地，并取代30名勞工，而農(nóng)業(yè)勞動力成本高居總成本之40%。

　　Harvest CROO團隊的視頻示范機器人如何運作：

　　The Reason for HCR Being

　　二、農(nóng)作物和土壤監(jiān)測(Crop and Soil Monitoring)

　　利用無人機基于計算機視覺和深度學(xué)習(xí)算法處理，或基于軟件技術(shù)紀(jì)錄大數(shù)據(jù)，以監(jiān)測農(nóng)作物和土壤健康。受到森林砍伐和土壤質(zhì)量下降之影響而威脅到食品安全的議題，同時對經(jīng)濟產(chǎn)生負面影響。

　　- 診斷害蟲/土壤缺陷的機器視覺 (PEAT)

　　PEAT農(nóng)業(yè)科技公司位于柏林，開發(fā)了Plantix的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用程序，可辨識土壤中潛在的缺陷和營養(yǎng)缺陷。透過軟件算法進行分析，該算法將特定的葉子模式與某些土壤缺陷、植物病蟲害和疾病產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)。圖像辨識應(yīng)用APP透過用戶的智能型手機鏡頭拍攝可能缺陷的圖像來進行識別。然后向用戶提供土壤修復(fù)技術(shù)、缺陷提醒及其他可能的解決方案。PEAT宣稱其軟件可以快速模式檢測，精度高達95%，全球客戶已超過50萬。

　　Plantix的視頻示范如何運作：

　　Plantix - a plant disease diagnosis app for gardener & smallholder farmer.

　　另一家業(yè)者，也是PEAT的競爭對手CropDiagnosis，也開發(fā)出類似APP應(yīng)用程序。

　　- 追蹤診斷土壤缺陷的機器學(xué)習(xí) (Trace Genomics )

　　類似Plantix應(yīng)用程序，加州的Trace Genomics為農(nóng)民提供土壤分析服務(wù)，由Illumina開發(fā)了使用機器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，為客戶提供了土壤的優(yōu)勢和弱點。重點是防止有缺陷的作物，并優(yōu)化健康作物生產(chǎn)的潛力。

　　農(nóng)民提供土壤樣本給Trace Genomics后，用戶會收到其土壤含量的詳盡數(shù)據(jù)，包括細菌和真菌的病原體篩檢以及全面的微生物評估。

　　- 利用無人機和計算機視覺分析農(nóng)作物 (SkySquirrel Technologies Inc.) 無人機在早期利用來噴灑農(nóng)藥，現(xiàn)在結(jié)合AI和空中技術(shù)來監(jiān)測農(nóng)作物健康。

　　SkySquirrel Technologies是一家提供葡萄園無人機技術(shù)的公司，幫助用戶提高農(nóng)作物產(chǎn)量并降低成本。用戶預(yù)先規(guī)劃妥無人機的路線，并利用計算機視覺記錄用于圖像分析。一旦無人機完成其路線，用戶可以利用USB裝置將無人機數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，并將獲得的數(shù)據(jù)上傳到云端硬盤。

　　SkySquirrel使用算法來整合和分析獲得的圖像和數(shù)據(jù)，以提供葡萄園健康狀況的詳細報告，特別是葡萄藤葉的狀況。由于葡萄樹葉常常是葡萄樹疾病的隱患(如霉菌和細菌)，監(jiān)測葉子的健康是整體健康狀態(tài)的良好指標(biāo)。宣稱其技術(shù)可以在24分鐘內(nèi)掃描50英畝的土地，并提供95%的準(zhǔn)確度數(shù)據(jù)分析。

　　SkySquirrel Technologies團隊的視頻示范如何運作：

　　SkySquirrel Technologies

　　- 臺灣無人機業(yè)者雷虎科技 (CX180)

　　雷虎CX180工業(yè)及農(nóng)業(yè)用智能無人直升機，與逢甲大學(xué)航天系統(tǒng)合作研發(fā)，每臺售價約32萬人民幣，僅約日本產(chǎn)制的三分之一。雷虎與農(nóng)藥大廠聯(lián)利農(nóng)業(yè)科技結(jié)盟，將共同運用雷虎研發(fā)的大型工農(nóng)業(yè)用無人直升機CX180，積極布局AI及無人機在全球智能農(nóng)業(yè)的應(yīng)用。雙方將合資成立“智慧農(nóng)業(yè)科技植保公司”。雷虎主要負責(zé)CX180工農(nóng)業(yè)用直升機的技術(shù)咨詢，教育訓(xùn)練與作業(yè)環(huán)境等各項評估。聯(lián)利則負責(zé)客戶服務(wù)，農(nóng)業(yè)藥劑的開發(fā)與調(diào)配，以及代噴業(yè)務(wù)、農(nóng)耕植保技術(shù)等營銷等業(yè)務(wù)。

　　- 臺灣無人機業(yè)者經(jīng)緯航天 (ALPAS)

　　經(jīng)緯航天ALPAS智能型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無人機系統(tǒng)，透過無人機載具推動高效植保，農(nóng)藥、肥料自動化噴灑等整合性系統(tǒng)服務(wù)，15分鐘內(nèi)即可完成1.8甲水稻田的農(nóng)藥、肥料噴灑。經(jīng)緯智能農(nóng)業(yè)服務(wù)，包含以搭載人工智能的飛控，和影像分析系統(tǒng)的無人機型，用高畫素攝像機，進行農(nóng)地植被探勘，品種辨識及生長情形分析，并建立3D影像模型，提供客戶專業(yè)植保建議。

　　三、AI預(yù)測分析能力

　　正在開發(fā)機器學(xué)習(xí)模型，以追蹤和預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量的各種環(huán)境影響，例如天氣變化。

　　– 利用衛(wèi)星于天氣預(yù)報和農(nóng)作物永續(xù)性 (aWhere)

　　aWhere公司位于科羅拉多州，使用與衛(wèi)星相關(guān)的AI機器學(xué)習(xí)算法來預(yù)測天氣，分析農(nóng)作物的永續(xù)性并評估農(nóng)場是否存在病蟲害。例如，每日天氣預(yù)報是根據(jù)每個客戶的需求制訂。

　　aWhere團隊的視頻示范如何運作：

　　aWhere Is Innovating Agricultural Intelligence

　　– 利用衛(wèi)星于監(jiān)測農(nóng)作物健康和永續(xù)性 (FarmShots) FarmShots總部位于北卡羅來納州的新創(chuàng)公司，專注于分析衛(wèi)星和無人機拍攝的圖像所產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。該公司聲稱其軟件可以準(zhǔn)確告知用戶需要施肥的位置，并可將肥料使用量減少近40%。

　　FarmShots團隊的視頻示范如何運作：

　　FarmShots - How to create a report

　　結(jié)語

　　以AI驅(qū)動的技術(shù)正不斷出現(xiàn)，以提高效率并解決該行業(yè)面臨的問題及挑戰(zhàn)，包括農(nóng)作物產(chǎn)量、土壤健康和除草劑抗藥性。同時。農(nóng)業(yè)機器人結(jié)合AI，將成為農(nóng)業(yè)的重要應(yīng)用。同時，面對極端氣候之下，農(nóng)業(yè)不像其他行業(yè)易于風(fēng)險建模和預(yù)測，因此農(nóng)業(yè)新興的AI應(yīng)用進行廣泛的監(jiān)測和預(yù)防，顯得至關(guān)重要。

　　隨著氣候變化的不斷研究和評估，農(nóng)作物和土壤監(jiān)測技術(shù)也將成為未來的重要應(yīng)用。透過無人機和衛(wèi)星等技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)進行預(yù)測變化和識別的新能力，預(yù)測未來5 - 10年衛(wèi)星機器視覺應(yīng)用(天氣、農(nóng)作物健康、預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量等)將在大型工業(yè)農(nóng)場變得越來越普遍。

　　當(dāng)然。農(nóng)民再訓(xùn)練課程以操作最新設(shè)備，也是很重要。

　　世界人口預(yù)計到2050年將達到100億人，隨著AI、通信等新科技的成熟，可以解決糧食短缺、人口增加等問題，同時農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈上需要更多的效率和創(chuàng)新，預(yù)測傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將須與無人機技術(shù)或是智能機械公司雙方整合合作模式，并形成另一種新商業(yè)模式創(chuàng)新。