@ 2016.06.20 , 23:59
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AI:未来农作物的命脉

人类本身的存在就是一个BUG,自从智人开始进化以来,全球的总人口可能在2050年膨胀到前所未有的100亿,但是我们的地球自太阳系稳定以来却没有怎么扩张过。这就意味着,我们要在有限的土地上养活越来越多的“吃货”,加上我们对自然环境的改变,全球变暖、厄尔尼诺现象、水资源的剧烈波动性、等,我们已经开始发现周围的一些问题了。我们将与危机进行竞争,力求赢得生存的概率。

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偶然或者必然,在深蓝、AlphaGo,无人驾驶等技术浪潮下,机器时代即将开幕,真正的智能时代,令人刮目相看的机器人、机器学习的算法、也许是能够帮助我们进行一场绿色革命,缓解人类与自然的冲突,并且为未来膨胀的人口提供生存的必要条件。想象围绕在地球表面的卫星自动的学习地表的干旱,并进行预测;能够自动除草和杀灭病虫害的AI拖拉机/机器人;具有一套专家诊断系统支持的AI手机APP能够告诉我们的种粮大户庄稼有什么问题,又该如何处理?

在AI的加持之下,粗陋的稻草人将拥有强力的智能,化身为庄稼侠,维护田间的正义。

绿色数字化手指

深度学习目前是人工智能届的一大武器,程序员无需告诉机器具体该做什么,而是通过训练算法去学习某种特定的模式。因此,你可以教会人工智能如何去辨别一副图像中的健康植物,或者有什么病虫害(带有标记的有监督学习)。在通过大量的学习之后,分类器能够自动生成一个能够鉴别健康植物的模型。

生物学家David Hughes和流行病学家Marcel Salathé已经整理了14种作物常见的26种疾病,通过训练学习算法,分类器通过图片进行病理诊断的准确度已经高达99.35%。

尽管如此,这些刻意选取的照片在拍摄的过程中有比较好的光照和背景区分度,使得算法的准确率较好。但是那些来自一线农田发送来的照片的识别准确度只有30-40%左右。

他们的最终目的是使得全世界的农民能够通过网络和他们的PlantVillage软件向AI发送相关的诊断照片,喂食AI来自世界一线的素材,能够使得它茁壮成长。不过,除了照片,还有不少别的维度的照片,比如拍摄器材,时间,地点等。

除了要识别疾病,还要考虑很多其它的因素,除了疾病,大多数的植物主要造成生物应激(physiological stress)的下降的原因还包括矿物元素缺失,和土壤盐分、以及温度、湿度等条件的变化(生理应激反应表现为身体一系列生理、生化、内分泌、代谢、免疫过程的变化)。但是,很多人的直观反映是这与某种微生物有关,从而导致错误的治疗方案。这种误诊即会导致农民滥用农药和除草剂导致经济损失,也会带来额外的环境污染啊。我们需要增强AI在这方面的能力,以便能够及时和准确的判断植物生长的受限因素。

进一步的,我们要想重新夺回对作物的控制权还需要考虑让AI能够识得不同作物的生长特性、一年的气候变化,达到节气,小到天气;土壤的理化性质等等。联合国粮食和农业化组织对这种能够有效对作物进行管理的工具赞不绝口。


自动化拖拉机

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农业技术对发展中国家十分的重要,而发达国家的农田则淹没在杀虫剂和除草剂的海洋中。美国每年农民需要花费3.1亿英镑(英国人统计的?)购买除草剂,这还仅仅只统计了玉米、大豆和棉花的种植。传统的喷洒方式采用的是地毯式的轰炸技术,全方位覆盖农田,保证无死角。

一家名为蓝河高科(Blue River Technology)的公司给出了他们的解决方案,LettuceBot看起来只是一个普通的拖拉机,但是其实却具备强大的机器学习能力。

蓝河声称这台拖拉机能够在一分钟内检查5000株幼苗,利用机器视觉技术和算法来区分幼苗和杂草。这种速度与人力相比简直快很多哦。多亏了相关的算法,还有专用的图像计算芯片,使得我们的每张图片的解算只需要0.02秒。Enlitic(深度学习套件)的创始人Jeremy Howard说道。

在四分之一英寸的解析精度上,机器人能够快速的对杂草进行定位,并进行喷雾处理。如果是照看大颗的蔬菜,还能够判断他们的长势。如果长得太弱鸡,他们也会喷一喷,主要是因为有些农民在种植的时候播种密度太大,所以需要牺牲长势不好的。对出芽太近的甘蓝,机器还能挑出长得弱的干掉。

这是一种能够被采纳的细化方案,类似于如果在旧金山这种大型城市,少数人感染如丧尸病毒这种高致病几率的情况下,如果有有效的疫苗,那么虽说全市人民不会疯抢着去接种?这样药厂就要发大财。这就是保护伞公司的策略。蓝江的AI拖拉机就相当于一个能够快速锁定丧尸的机器人,能够很快将所有僵尸在几天内全部爆头,简直就是挂逼。

采用这种机器人,保守估计能够降低约90%的药物使用,目前美国约有10%的生菜种植商采购了蓝河的拖拉机。

采用机器学习的算法,机器人有get了不少新能力,更加精细化。虽然机器人的准确度和适应能力目前还不如我们,不过他们所擅长的重复操作使得他们成为精细化种植的杂草狙击手。

上帝视角

在你头顶600英里的轨道上,NASA的陆地卫星所能够扫描到的图像远超可见光光谱所容纳的信息。对与某个人来说,这种信息量太过庞大了,但是对目前的机器学习算法而言,这都不是事。

如果发展中国家能够掌握农业监控的能力,政府能够更加合理的对专项资金的使用进行规划,比如哪些地方的农民需要更加及时的贷款,需要针对特定的突发灾害进行何种救治方案。印度的干旱情况,在各个地区都不一样,如何调度有限的水资源进行救灾需要更全面的考虑总体情况。

刚刚启动的Harvesting项目通过分析海量的卫星数据,来对灾情进行综合评估。他们希望算法能够将各个村庄的灾情进行有效评估,使得银行和政府的自己能够按需分配给他们。人工处理的参数上限有10-15个,但是机器学习算法能够处理2000多个参数的模型,虽然这种情况比较极端。

针对全球变暖,气候极端变化造成的各种自然灾害(不过搞清楚源头是人类的情况下是否还应该称之为”自然灾害“),各国政府也十分迫切的希望找到能够合理对有限资源进行分配的方案。传统上,印度的养殖业一直是相对可预测的,至少在人类所构建的养殖场中。但是,近年来的极端气候的剧烈变化,使得原有的规律被打乱。一场飓风和寒潮可能导致大量的禽类死亡。

我们的所作所为已经打乱了原有的自然规律,新世界的秩序我们还没能掌握。不过好在我们研究出来了人工智能,我们需要借助机器人的能力在新世界中生存的更优雅。

本文译自 wired,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 31+1

  1. 啥叫艺术?
    @1 year ago
    3176676

    要是有一天人类极度依赖全自动工业。而因为某种原因。全自动机械全部失效了。是不是人类就要闹大饥荒了?再花很多年重新学习古法种植食物。

    [12] XX [51] 回复 [0]
  2. 木头
    @1 year ago
    3176687

    有种第一世界烦恼的感觉
    美国这种农业人口比例极低而生产效率已经非常高的国家 才会去想怎么进一步提高
    其余国家 能普及机械化 甚至半机械化就已经是飞跃了

    [27] XX [2] 回复 [0]
  3. 3176709

    @啥叫艺术?: 有一种愚蠢,叫做“全世界的科学家在推广技术之前都想不到的危险,只有我一个人能想到”。

    [35] XX [6] 回复 [0]
  4. hoedeath
    @1 year ago
    3176710

    其实中国是最为迫切的需要大量农业机械化,以解放海量的务农人员,进而重新释放人口红利的国家。限于观念及投入产出比等,普及农业机械化的路还很远。可预见的将来是,国家采用租赁这类高端机器的方式逐步推广,甚至可以考虑放开土地买卖,进一步加速集约化生产。

    [17] XX [7] 回复 [0]
  5. willshion
    @1 year ago
    3176713

    楼上说得对
    极限之后要真让?

  6. 3176716

    @啥叫艺术?: 有一种愚蠢,叫“全世界的科学家在推广技术之前都想不到的危险,只有我能想到”。

    [49] XX [6] 回复 [0]
  7. 3176725

    @ida 有一种恐怖, 叫“别人只是说了下自己的想法,你就骂别人愚蠢。”

    [9] XX [30] 回复 [0]
  8. 哈佛教授
    @1 year ago
    3176726

    @啥叫艺术?: 要是人类极度依赖自来水,而因为某种原因,自来水管都不出水了。是不是人类都要渴死了?再花很多年重新学习打井。

    [28] XX [0] 回复 [0]
  9. lalala
    @1 year ago
    3176729

    @ida: 我觉得1楼只是有些无聊而已,而你才是真的讨厌

    [5] XX [16] 回复 [0]
  10. 柳道道
    @1 year ago
    3176740

    @wei2: 有一种无聊,叫别人只是指出问题就说其抨击自由思想而恐怖。

    [27] XX [2] 回复 [0]
  11. 几用来包
    @1 year ago
    3176741

    @啥叫艺术?: 一百年前开采石油的人也是这么想的,可是我们耗尽化石能源之后可没打算回到手工业时代

    [13] XX [0] 回复 [0]
  12. 塞北耕夫
    @1 year ago
    3176743

    @啥叫艺术?: 除非遭受全球级EMP冲击,或者超级病毒,否则哪儿那么容易全部瘫痪。
    就算瘫痪了,记得世界上有种东西叫粮食储备,只要不是烧硬件,用吃储备的时间恢复生产并不难。

  13. gejiaton
    @1 year ago
    3176760

    @hoedeath: 幸好你不是国家领导 放开土地买卖 瞬间各大公司抢地抢疯了 连耕地红线你都保不住 随后资本集团垄断农民资产 农民被迫进程 拼不了爹 买不起房 找不到好工作 成为社会最低层
    美国开集约化农场的可都是大地主大土豪 一般人连想都不敢想 中国开放土地买卖无非是多搞出几十个王思聪来 普通农民没有半点受益

    [5] XX [10] 回复 [0]
  14. 3176823

    @木头: 美国何止是农业,单反是跟节省人力相关的黑科技,那是不遗余力地分分钟点开。实在是太地广人稀了。

  15. 3176833

    该开始移民了。

  16. holishit
    @1 year ago
    3176841

    谁控制了电供给,谁就控制了世界

  17. aficionado
    @1 year ago
    3176882

    真想看看机器人打僵尸的电影

  18. 3176916

    @ida: 有一种蠢:叫专家永远是对的。

  19. hoedeath
    @1 year ago
    3176990

    @gejiaton: 放开土地买卖怎么就一定保不住耕地红线了?大企业买来耕地就必须盖房子是么,就不能政策导向到让农业企业来收购么?农民现在只是相当于租种国家的土地,如果把耕地都给了农民,再让他们自由出让,怎么就没有半点受益了?农民现在就不是社会最底层了么,国家如果能给他们原始积累,让他们自由选择发展的方向难道不是更加人性化,也包含更多可能性么,让他们一家人祖祖辈辈守在一亩三分地里难道就是最合理的选择么?

  20. 不熟
    @1 year ago
    3177010

    @ida: 我们需要的是真正对问题探讨而不是人身攻击

  21. 不熟
    @1 year ago
    3177020

    煎蛋价值观拯救世界

  22. 姣婆4
    @1 year ago
    3177027

    未来世界,如果不爆发ww3 ,那么
    ai的任务不是提高农业,而是控制人口,
    ai估计要负责消灭50%地球人类

  23. 诗意
    @1 year ago
    3177094

    @hoedeath:呵呵你要是国家领导,早都暴乱

  24. 3177096

    @啥叫艺术?: 没有工业文明,地球人口在10亿的时候已经爆了,现在应该为了争资源在全球战争,七份六人已经死了,余下的人在不断生育不断战争不断被杀死

  25. 3177149

    @啥叫艺术?: 十年,二十年农业都是机器负责,人学不学都无所谓,而且机器质量一级棒,可几十年不坏,人类只管吃不管种,这样又过了几十年,生产机器的工厂倒闭,因为太古老,资料也不知道如何读取,突然有一天,几十年前几乎完美的系统死机,再也无法唤起,,,人类过了半个月才收到警报,地里已经是一片杂草,,,,,

  26. Kirisame
    @1 year ago
    3177158

    @123: 有一种蠢,叫做我虽然是外行但是我比专家懂得多

  27. 3177193

    为啥我点开 冬枣树苗 出来的是快播

  28. 阿了个乐
    @1 year ago
    3177234

    @啥叫艺术?: 你放心,我大中国人民的种族天赋是什么你别忘记了

  29. Spector
    @1 year ago
    3177479

    熵怎么办?

  30. 3177614

    @gejiaton: 有种东西叫土地规划

  31. alpha_boy
    @12 months ago
    3242265

    城中村的农民得到巨额拆迁补偿后不就是去赌钱,买豪车地折腾么?短时间内暴发一笔,然后过上穷奢极欲的生活……很难往啥有高级人性的方向发展,而是往人性中兽性的那一面发展的比较多。

    我倒是觉得搞成土地入股但每年只能少量分红,类似发了无条件低保,但又不能顿顿吃鱼翅燕窝的西班牙蒙德拉贡平权股份制模式稍好一些。

    另外,城里的大企业,钢铁工厂啥的都在工人下岗……国外也因为3D打印技术普及导致技术性失业,弄出更多失地农民来,没啥充分的就业机会,治安成本会加大。

    还有,机械化大农业生产是要消耗更多能源的,如果4代核电反应堆没有成熟起来,石油煤炭又因为浅层的挖光了不断涨价,整个农业系统的成本反而变高了也有可能。

    当然4代核电及时国产化了又是另一个结果,总之不是太好搞的事情。

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