النقاط الرئيسية:
- بعد خمس سنوات من الحصول على التكنولوجيا ، سيتم اختبار طريقة Deere في استخدام الرؤية الآلية والتعلم الآلي لتحديد النباتات الفردية في المزارع في صيف 2021.
- الهدف: تتحرك الآلات الزراعية بسرعة تصل إلى 20 ميلاً في الساعة لاتخاذ قرارات بشأن رش مبيدات الأعشاب على مستوى النباتات والأعشاب الضارة في ثوانٍ ، مما يقلل الحاجة إلى استخدام المواد الكيميائية على نطاق واسع.
- جهد الذكاء الاصطناعي هو واحد من العديد من المشاريع التكنولوجية المرتبطة بالزراعة الدقيقة التي تأخذ الزراعة إلى القرن الحادي والعشرين وتغير طبيعة العمل في الريف الأمريكي.
إذا كانت مفاجأة أن المزاد الحكومي الأخير لتراخيص النطاق العريض 5G وفاز من قبل العملاق الزراعي Deere & Co. بدلا من AT & T أو عامل اتصالات آخر ، ربما لا ينبغي. الزراعة - التي تطورت على مدى آلاف السنين من جر البشر للمحاريث إلى مادة كيميائية ومؤخراً عصرها الجيني - تدخل عصرها الرقمي. يشار إليها أيضًا باسم الزراعة الدقيقة ، ومن المقرر أن تتسارع التغييرات التي تحدث من خلال جمع البيانات وتحليلها ، بشأن الحياة والعمل في المناطق الريفية.
أحد الأمثلة من Deere الذي من المقرر أن يظهر لأول مرة في حقول المزارع الصيف المقبل يجمع بين الرؤية الآلية والتعلم الآلي - أو ، لتوضيح الأمر بكلمات أسهل للفهم ، فكر في التعرف على الوجه للنباتات. في عام 2017 ، استحوذت Deere على شركة تسمى بلو ريفر تكنولوجيالتي تعمل على طريقة للتعرف على النباتات والأعشاب الضارة. هذه ليست مهمة سهلة عندما تفكر في أن فدانًا واحدًا من المزرعة يمكن أن يشمل آلاف النباتات والآلة الثقيلة التي تتحرك عبر الحقل تعمل بسرعة 10-20 ميلاً في الساعة
ينتقل الذكاء الاصطناعي بسرعة إلى جميع أنواع المزارع وعلى أساس عالمي. في الصين ، تم استخدام مزارع لحم الخنزير التعرف على الوجه لرسم خريطة ورصد الخنازيروجوه. ومن شركة أيرلندية ناشئة إلى عمالقة مثل كارجيل ، التعرف على الوجه للأبقار لمزارع الألبان تتقدم.
قال جهمي هيندمان ، الذي أصبح كبير مسؤولي التكنولوجيا في Deere في يوليو الماضي ، متحدثًا في حدث CNBCWork Spotlight يوم الخميس: "المزارع في هذه البيئات الريفية قادرة جدًا من الناحية التكنولوجية ، وذكية تقنية ، وتخلق بيانات مهمة كل يوم خلال موسم النمو". "المعلومات التي يتم إنشاؤها ستساعدهم حقًا على أن يكونوا أكثر إنتاجية واستدامة وأكثر دقة. …. المعلومات مهمة حقًا لاتخاذ القرارات في الوقت الحالي ، وتقليل المدخلات التي يتعين على المزارعين إدخالها في العمل وزيادة الإنتاجية ".
إذا كانت تقنية الذكاء الاصطناعي تعمل على النحو المتصور ، فإن المدخلات الأولية التي سيتم تقليلها هي التطبيقات الكيميائية لقتل الأعشاب الضارة في الحقول ومبيدات الأعشاب. بدلاً من الرش الواسع للمواد الكيميائية التي تقتل كل شيء باستثناء النباتات المعدلة وراثيًا المصممة للبقاء على قيد الحياة في التطبيق ، يمكن أن تستهدف آلات الرش المصانع الفردية المعترف بها على أنها الأهداف الصحيحة ، والتي يمكن أن يكون لها آثار كبيرة على أعمال مثل باير مونسانتو ، التي تنتج المواد الكيميائية والمحاصيل المعدلة وراثيًا ، وأكثرها شهرة هي Roundup.
وصف هندمان تقنية الذكاء الاصطناعي بأنها تدريب نماذج شبكة عصبية جديدة لرؤية الحشائش ورشها فقط في حقول المحاصيل. يعد الحصول على مزيد من المعلومات للمزارع على مستوى النبات الفردي هدفًا رئيسيًا لـ Deere.
قال هندمان: "فكر في عمليات الذرة أو فول الصويا في الغرب الأوسط ... 40,000 نبتة لكل فدان في مزرعة تبلغ مساحتها 2,000 فدان". "نحن مهتمون بأن نكون قادرين على إدارة كل مصنع على مدار حياته ، وتقليل المدخلات وزيادة الإنتاجية. ... تعد القدرة على اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي أمرًا أساسيًا تمامًا لفتح القيمة الاقتصادية المضافة للمزارعين والإنتاجية في مجال الزراعة. "
التعرف على وجه المزرعة
من المحتمل أن يكون نهج Blue River Technology ، وصولاً إلى مستوى نبات المحصول الفردي - التقاط صور للنباتات بحيث يمكن للماكينة اتخاذ قرار الرش في غضون ثوانٍ أو أقل - أهم تقنية قادمة إلى المزرعة وفقًا لروب فيرتهايمر ، المحلل في Melius Research الذي يغطي Deere.
بين المواسم ، يقوم المزارعون برش مبيدات الأعشاب مثل تقرير مونسانتو على حقول بأكملها لقتل كل شيء. تهدف Deere إلى إطلاق Blue River في الحقول البور كأول تجربة ، بدلاً من صفوف المحاصيل المزروعة بالكامل. في الربيع والصيف ، قبل الزراعة ، نمت الحشائش في حقول فارغة وهذه ليست مهمة معقدة للذكاء الاصطناعي مثل تحديد الأهداف في الحقول التي يوجد بها بالفعل الآلاف من المحاصيل المزروعة ، ولكنها الخطوة الأولى في إثبات التكنولوجيا.
"أنت تلتقط صورًا للنباتات وتدريب الطحالب التي تحتاج إلى اتخاذ قرارات الرش بسرعة ، في ثوانٍ ، بسرعات عالية ، من 15 إلى 20 ميلاً في الساعة ، وترتد ، والرشاش يتنقل ويقوم بذلك يومًا بعد يوم لمدة خمس أو 10 سنوات مع عدم وجود أخطاء. قال فيرتهايمر.
كما هو الحال في العديد من القطاعات ، فإن وتيرة التغيير التكنولوجي في المزارع تحدث بشكل أسرع بكثير مما توقعته الصناعة. أشار فيرتهايمر إلى أنه منذ عقد واحد فقط ، اعتقد الرئيس التنفيذي ورئيس مجلس الإدارة السابق لشركة Deere Sam Allen أن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً قبل أن تستحوذ الجرارات المستقلة على المزارع لأسباب من بينها قضايا السلامة. ولكن مع التحسينات السريعة في تكنولوجيا القيادة الذاتية مثل Lidar ، بالإضافة إلى تحسينات الذكاء الاصطناعي ، غيّر Allen وجهة نظره في غضون بضع سنوات.
قال ستيفن فولكمان ، محلل جيفريز الذي يغطي دير وقارن التقدم المستقل في العمليات الزراعية بطيار طائرة ، حيث يتم اليوم أتمتة معظم الرحلة: "لم يعد المزارع يقود سيارته كثيرًا". "يحتاج المزارع إلى الجلوس في الكابينة والمراقبة ، لكنه يسمح للجرار بقيادة نفسه."
التعرف على الوجه أصبح مخيفًا بعض الشيء ... ولكن لا يوجد سبب للاعتقاد بأنه لن يكون ناجحًا. يعتبر نظام الرؤية والرش أحد تقنيات الزراعة المتقدمة العديدة التي يبدو أنها تقترب من نقطة الانعطاف.
ستيفن فولكمان جيفريز المحلل
قال فولكمان إن تقنية الرؤية والرش هي التكنولوجيا "الأكثر جاذبية" القادمة إلى المزرعة. قال: "أعتقد أن الناس يعتقدون أنها حقيقية". "هذا يشبه تمامًا سيارة مستقلة ، كاميرا يمكنها التعرف على الكثير من الأشياء وتدريبها باستخدام طحالب الذكاء الاصطناعي وتحديد الكثير من النباتات المختلفة." إن التحديات لإنجاحها عديدة: فالنباتات تتدحرج وتثني الأوراق وهناك ظلال تنشأ في الحقول ، والحقول أماكن قذرة ، مما يعني أن أداء هذه المهمة بشكل موثوق طوال الوقت يمثل تحديًا ، وهي مهمة يتطلب مستوى عال من النجاح.
"تمامًا مثل القيادة الذاتية ، يمكنهم القيام بذلك 95٪ من الوقت اليوم ، لكن هذا ليس جيدًا بما يكفي. يجب أن تصل إلى 100٪ لتسميها نجاحًا. قال فولكمان: "لا تريد رش المادة الكيميائية الخطأ على النبات الخطأ حتى 5٪ من الوقت". في النهاية ، هناك إمكانية لأن يتعلم الذكاء الاصطناعي التعرف على النباتات "الجيدة" مقابل النباتات "السيئة" باستخدام مجموعة متنوعة من العوامل ، فضلاً عن أفضل المواقع للزراعة ، بدلاً من مجرد استهداف الأعشاب الضارة للرش.
اليوم ، قد يحصل مزارع الذرة في المتوسط على 170 بوشلًا يتم إنتاجها من فدان ، على الرغم من أن مستوى قياسيًا يبلغ 600 بوشل لكل فدان أثبت أنه ممكن ، إذا كان الطقس والأعشاب الضارة وعوامل أخرى في هذا المجال ، من ضوء الشمس إلى الحشرات والفطريات والتربة يمكن تحليل خصائص المغذيات وضوء الشمس والظل لتحقيق إنتاجية أكبر للمحاصيل. قال فيرتهايمر: "هناك الكثير من البيانات في ملايين النباتات والأعشاب الضارة".
تقدم Deere بالفعل تقنية ExactEmerge و ExactApply التي تم إدخالها على مدار العقد الماضي وحولت مهام المزرعة الأساسية مثل زراعة البذور والرش إلى عمليات آلة زراعية دقيقة ، وقال المسؤولون التنفيذيون في Deere في أحدث أرباحها إن يتسارع استيعاب المزارعين لهذه التقنيات.
قال فولكمان "التعرف على الوجه أصبح مخيفًا بعض الشيء ... لكن لا يوجد سبب للاعتقاد بأنه لن يكون ناجحًا". وقال: "الرؤية والرش هي واحدة من العديد من تقنيات الزراعة المتقدمة التي يبدو أنها تقترب أكثر من نقطة انعطاف" ، على الرغم من أنه أضاف أنه لا يزال من المحتمل بعد سنوات قليلة أن يتم تسويق تقنية التعرف على المصنع بالكامل.
دير و 5 جي
يرتبط الاتصال الريفي بهذه الجهود التكنولوجية التي تركز عليها Deere في عملياتها والمجتمعات الريفية التي يعمل ويعيش فيها مزارعوها. في حين أن تراخيص 5G التي حصلت عليها الشركة مؤخرًا هي لعمليات التصنيع - مما يسمح لها بتشغيل المصانع الذكية - قال هندمان إن هناك رياحًا خلفية لجلب المزيد من النطاق العريض و 5 G إلى المناطق الريفية في أمريكا.
وقال: "إن الفجوة بين التوصيلات الحضرية والريفية مهمة بالنسبة لنا وللمزارعين ، وهي مهمة أيضًا في المجتمعات الريفية التي يعملون فيها لأسباب بعيدة عن نطاق الزراعة".
بالنسبة للمزارعين ، هناك حاجة إلى مزيد من الاستثمار لدعم تدفق البيانات بين مركز الحوسبة السحابية الخاص بـ Deere والمزارع ، لأسباب تشمل القدرة على مراقبة الآلات الثقيلة في المزارع عن بُعد لاحتياجات الصيانة الوقائية (على سبيل المثال ، مضخة مياه يتم إصلاحها عن بُعد بدلاً من شخص يضطر للسفر في الميدان) ، وكذلك للتشغيل عن بعد للمعدات في المستقبل. وقال كبير المسؤولين التنفيذيين في دير إن الجهود جارية من خلال شراكات مع الحكومة والشركات الخاصة.
قال Hindman إنه مع عرض النطاق الترددي 5G وتقليل وقت الاستجابة الذي يوفره ، أصبح التحكم تلقائيًا في الآلات في المزرعة من موقع بعيد أمرًا ممكنًا. "هناك مجموعة كاملة من الفوائد التي تعود على المجتمع عندما يحدث ذلك. وقال عن دعم الحكومة الفيدرالية لإطلاق شبكات الجيل الخامس في المناطق الريفية من البلاد ... نحن على ثقة من أن الرياح تساندنا.
قال هندمان إن التوظيف في الشركة قد تغير ، بالإضافة إلى تدريب الموظفين الحاليين ، بما يتماشى مع الجهود الأحدث مثل التعرف على المصنع والذكاء الاصطناعي والتقنيات الأخرى. هناك طلب كبير على مجموعات مهارات التعلم الآلي ، وبشكل عام ، قال هندمان إن توظيف Deere في السنوات الأخيرة كان "أكثر ارتباطًا بمهارات البرمجيات" ، بينما كان هناك تحسين متزامن للموظفين الحاليين لتلبية احتياجات أحدث التقنيات.
