超大型农场将迎来AI除草无人机-全球速看

来源:绿金 2023-05-13 19:51:09

(资料图片仅供参考)

配备新视觉系统的Precision AI无人机在亚利桑那州马里科帕进行首次试飞

这家加拿大初创公司研发出一种配备人工智能技术的农用喷洒无人机，可将化学品用量至多减少90% 。

过去三年，特里⋅埃伯哈特(Terry Aberhart)总看到这种机身细长的固定翼无人机在位于加拿大萨斯喀彻温省的自家农场上空飞过，测试一种可能成为未来除草方式的技术。

当地初创公司Precision AI设计的这种无人机配备人工智能系统，可以发现、识别和去除杂草，而无需将作物完全浸泡在化学品中。

作为可持续农业的支持者，埃伯哈特说：“我订购了一台，只等这款无人机的首批产品上市。目前的技术旨在实现覆盖范围最大化，并击中农田里的所有杂草。”

“机组人员”马克⋅莱昂(Mark Lyon)、罗恩⋅格雷迪(Ron Graddy)和丹尼尔⋅彼得斯(Daniel Peters)在操控一架无人机着陆。Precision AI也在研发一款全自动喷洒作业无人机，可以自行起飞、航行和降落。根据现行法规，其无人机在作业时必须有人类操作员监督

几十年来，像玉米和小麦这样的大田作物都是通过喷洒拖拉机来处理。这种拖拉机要穿越大片农田，将长长的机械臂伸到作物上方，如瀑布般喷洒除草剂，只为除去通常微小且分散的杂草。

除破坏环境外，这种传统的“全喷”方式也会造成巨大的经济浪费。埃伯哈特仅2022年就在除草剂上花费近100万加元（74.5万美元），以保护在这片比曼哈顿还大的农场上生长的小麦、油菜籽和豆类。他说：“即便我们平均节省50%，也是不小的节省。”

人工智能识别杂草的准确率达到96%

以可持续方式除草的问题在今天比以往任何时候都更加紧迫。科学家指出，全球变暖加速了某些杂草的生长，这些杂草与作物争夺营养，给粮食安全带来威胁。但种植者喷洒的每一滴除草剂都要付出环境代价，不仅污染土壤和饮用水，还会造成灾难性的生物多样性损失。

彼得斯在无人机试飞前检查风速。Precision提供按需喷洒服务。该公司还向那些希望对作物管理有更多控制权的农场主出售无人机，然后按即用即付的方式收取人工智能操作软件的费用

2020年的一项研究发现，长时间接触除草剂（包括已获监管机构批准的除草剂）会对水蚤构成威胁，这是水域生态系统必不可少的物种。全球粮食生产商正面临越来越大的压力，需要重新考虑集约化耕作方式。2022年，全球195个国家的领导人在联合国的倡议下签署了一项具有里程碑意义的协议，承诺至2030年保护并复原至少30%的陆地和海洋。

目前，只有少数几家公司借助先进技术来解决农业化学品过度使用的问题，Precision AI就是其中之一。该公司由连环科技创业家丹尼尔⋅麦卡恩(Daniel McCann)在2017年创立，使用1.5万种植物的图像来训练计算机算法区分主要作物（如玉米、小麦和大豆）和不需要的杂草。无人机的摄像头可以“看到”比半粒芝麻大的任何东西，其人工智能系统识别杂草的准确率达到96%，而且只喷洒预定目标。

“我们必须以更智能的方式种植作物”

Precision AI表示，与传统方法相比，这种方式可以将除草剂用量至多减少90%。这家初创公司是彭博新能源财经2023年度先锋奖的十几家获奖者之一，该奖项旨在表彰有潜力带来颠覆性变革并处于早期发展阶段的气候技术创新者。

Precision AI无人机每次飞行能携带近20升的液体，每小时可覆盖约0.3平方公里的土地。当无人机在离地面1.2-1.8米的空中飞行时，其人工智能系统会做出实时决策，只在有需要的地方施用除草剂。

麦卡恩说：“我们不能再沿用一直以来的方法。我们必须以更智能的方式种植作物。”

无人机在接受飞行前的检查。咨询公司Business Research Co.预计，到2027年，全球除草剂市场规模将从2022年的340亿美元扩大到570亿美元。Precision计划从北美市场入手，因为美国立法者已经对持证操作员使用的农用喷洒无人机开了绿灯

利用机器人和计算机技术辅助农业生产并不是什么新概念；早在20世纪80年代，佛罗里达大学的研究人员就探索了使用机器人采摘橙子的可能性。但无论是AI领域最近取得的进步和日益严重的劳动力短缺问题，还是消费者对食物生产过程的道德和生态要求不断提高，都加速了技术创新。

华盛顿州立大学的农业工程专业教授马诺杰⋅卡基(Manoj Karkee)说：“关于在农业领域使用自动化机器人解决方案，目前有很多新的进展和努力。我们比以往任何时候都更接近于启用这些技术。”

咨询公司Markets and Markets的数据显示，到2030年，精准农业预计将从2022年的85亿美元增长到156亿美元。精准农业是一个总括性术语，涵盖了从人工智能除草机到智能传感器控制灌溉系统的所有领域。为在这个市场分得一杯羹，以色列初创公司Greeneye Technology帮助客户将主流喷洒机升级为更智能的装置，可以识别和瞄准单个杂草。

作为欧洲两大企业集团博世和巴斯夫公司的合资企业，Bosch BASF Smart Farming也提出了类似的解决方案。

格雷迪在检查一架无人机的螺旋桨。Precision计划明年将这项服务商业化。传统喷洒拖拉机会“踩”所到之处的任何东西并压实土壤，与之不同，无人机会将附带损害降到最低

Precision AI着眼于从空中去除杂草，并考虑到如何带来额外好处。传统喷洒拖拉机和高科技地面机器人会“踩”所到之处的任何东西并压实土壤，与之不同，无人机会将附带损害降到最低。

反过来，这可以让农民在同一块土地上种出更多东西——这对全球来说是个好消息。2019年的一项研究显示，到2050年，世界需要至少增产粮食50%，才能养活不断增长的人口。

目前，Precision AI的无人机是在一名人类操控员的监督下作业。但麦卡恩表示，公司准备推出一款全自动的喷洒无人机，可以自行起飞、航行和降落——只要监管机构批准。

这家初创公司计划明年将按需喷洒服务商业化，农户可以根据需要预订——与消费者预订优步网约车没什么不同。该公司还将向那些希望对作物管理有更多控制权的农场主出售喷洒无人机，并按即用即付的方式收取人工智能操作软件的费用。

彼得斯在调整无人机的控制系统。Precision对算法进行了训练，以识别和避开一些最重要的作物，包括玉米、大豆和小麦

这种商业潜力吸引了包括At One Ventures和BDC Capital在内的风险投资者，他们已为该公司提供融资超过2000万美元。2023年早些时候，作为全球收入最高的农机制造商之一，总部位于伊利诺伊州莫林的迪尔公司(Deere & Company)选择了八家初创公司，作为探索未来农业技术的合作伙伴，Precision AI位列其中。

然而，并非所有人都相信未来农业将由 “飞行机器人” 掌控。亚利桑那大学副教授马克⋅西门斯(Mark Siemens)表示，农用无人机制造商仍需证明自己的技术，尤其是规模化生产。

此外，还有监管障碍。Precision AI首先瞄准北美市场，因为大田农业在该地区很常见。但对于商业除草无人机，加拿大尚未从监管层面给予支持。Precision AI计划2024年在美国市场推出商业化产品，立法者已经对持证操作员使用的农用喷洒无人机开了绿灯——但他们的审批清单很长。华盛顿州立大学的卡基说：“法律框架仍然很有挑战性。”

更重要的是，包括Precision AI在内的农用无人机制造商可能受到目标客户的冷眼相待。

Precision AI的一架无人机飞过亚利桑那州马里科帕的一块荒芜农田。这家初创公司表示，无人机“不会漏掉任何植物”。这个飞行机器人“可以从距离地面4-6英尺（1.2-1.8米）的高度‘看到’最小只有半粒芝麻大的任何东西”

加拿大萨斯喀彻温省的农场主埃伯哈特表示，农业社区需要“在思维和心态上做出重大转变”，才能摒弃数十年来占主导地位的地毯式喷洒方式。第一批转变者将承担巨大风险。毕竟，如果杂草管理失败，可能会毁掉一个种植季的收成。

但埃伯哈特认为，这种转变只是时间问题，而不是发生与否的问题。“喷洒农药需要种植者花钱。所以，如果没有必要，我们为什么要花更多的钱呢？”

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