如何養(yǎng)活地球上100億人口？John Deere認(rèn)為人工智能和機(jī)器視覺會(huì)很有幫助
生產(chǎn)足夠多的食物來(lái)喂飽這些饑餓的嘴巴將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而城市化等人口趨勢(shì)，特別是發(fā)展中國(guó)家的人口趨勢(shì)，只會(huì)加劇這一問(wèn)題。
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)企業(yè)將希望寄托在技術(shù)上，并認(rèn)為日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)和分析工具將有助于提高效率并減少農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)中的浪費(fèi)。
引領(lǐng)潮流的是John Deere——這家擁有180年歷史的農(nóng)業(yè)和工業(yè)機(jī)械制造商，在過(guò)去的十年里，一直致力于人工智能（AI）和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)。我在此之前曾經(jīng)報(bào)道過(guò)John Deere。
在2013年開啟這段旅程之前，它公布了Farm Forward的愿景——展示了“自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)”的概念，機(jī)器將從中央控制中心遠(yuǎn)程管理。它顯示了一個(gè)農(nóng)民實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)并從家中的控制臺(tái)管理機(jī)器，而人工智能則負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)的運(yùn)營(yíng)決策。
現(xiàn)在它已經(jīng)發(fā)布了它所謂的2.0版本的愿景——代表了向?qū)W習(xí)和實(shí)際應(yīng)用智能化、自主學(xué)習(xí)技術(shù)的飛躍，這是從數(shù)字化轉(zhuǎn)型早期以來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
我與John Deere智能解決方案集團(tuán)（ISG）的高級(jí)副總裁John Stone談到了自從這次旅程開始以來(lái)所學(xué)到的知識(shí)，庫(kù)卡機(jī)器人，以及它如何推動(dòng)其對(duì)農(nóng)業(yè)未來(lái)的最新愿景。
Stone告訴我：“現(xiàn)在我們非常注重人工智能、計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)……令人驚奇的是，所有這些技術(shù)都是如此適合農(nóng)業(yè)使用。”
“很明顯，我們需要成為這些技術(shù)的先鋒——通過(guò)它們，可以為農(nóng)民帶來(lái)很多經(jīng)濟(jì)上的好處，提高盈利能力，而且可以具有更好的可持續(xù)性。”
不過(guò)，向農(nóng)民推銷這種愿景是不是會(huì)很困難？畢竟，對(duì)農(nóng)民的共同刻板印象認(rèn)為他們可算不上是處于技術(shù)前沿的人。
Stone表示：“這可能不是刻板印象，但農(nóng)民是一群精通科技的人。”
“我們所有人都知道這些新技術(shù)很容易上癮，KUKA機(jī)器人示教器維修，一旦他們使用它們，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，他們就真的很喜歡它們。”
“當(dāng)我們告訴他們根據(jù)Blue River的測(cè)試結(jié)果，他們可以將噴灑田地里的除草劑減少80％-90％……這可是實(shí)實(shí)在在的口袋里的錢。這樣進(jìn)入植物的除草劑更少，而這些植物最終將成為我們的食物。農(nóng)民是商人，他們正在尋求這種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的商業(yè)成果。”
Blue River是由Deere于2017年收購(gòu)的硅谷機(jī)器學(xué)習(xí)初創(chuàng)公司，它為這家跨國(guó)巨頭進(jìn)軍人工智能提供了基礎(chǔ)，尤其是他們?cè)谟?jì)算機(jī)視覺方面的專業(yè)知識(shí)，證明了自己是一項(xiàng)非常寶貴的資產(chǎn)。
計(jì)算機(jī)視覺本質(zhì)上是教授計(jì)算機(jī)“看”的科學(xué)——解釋攝像頭捕獲的圖像，以了解它們所展示的內(nèi)容，并根據(jù)了解到的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)自主決策。
Stone說(shuō)：“農(nóng)民多年來(lái)一直是農(nóng)場(chǎng)主要的‘傳感器’——而農(nóng)業(yè)的大部分的內(nèi)容都是視覺上的。”
“這就是地面看起來(lái)的樣子，你通過(guò)植物的樣子判斷出它的健康狀況嗎？葉子很漂亮而茂盛還是正在變黃？有蟲子嗎？”
“通過(guò)深度學(xué)習(xí)革命為農(nóng)民多年來(lái)夢(mèng)想解決的問(wèn)題打開了希望的大門……通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這些技術(shù)在農(nóng)場(chǎng)中有著非常令人興奮的未來(lái)。”
Blue River技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用是開發(fā)Deere的See and Spray殺蟲劑和除草劑分配系統(tǒng)。這涉及使用由計(jì)算機(jī)視覺支持的智能攝像頭，當(dāng)機(jī)器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，能夠區(qū)分健康和不健康的作物。傳統(tǒng)上，是否對(duì)作物使用化學(xué)品的決定是以地塊為基礎(chǔ)做出的，該系統(tǒng)允許農(nóng)民有針對(duì)性地將化學(xué)品精確投放到需要它們的地方，可以精確地針對(duì)每株植物做出決定——因此可以實(shí)現(xiàn)上面提到的節(jié)省80%除草劑的結(jié)果。
在收購(gòu)Blue River之前，Stone于2016年開始在ISG任職，這意味著他從一開始就監(jiān)督了這家工業(yè)巨頭與人工智能新貴之間的合作關(guān)系。
“如果你看看有多少大型工業(yè)企業(yè)成功收購(gòu)并與硅谷的初創(chuàng)企業(yè)聯(lián)手，我猜并不是那么多 ——我們的開局非常棒。”
作為兩家公司文化融合并相互學(xué)習(xí)的證據(jù)，他表示，在收購(gòu)之后，Blue River的90名員工里，只有一人辭職。
“團(tuán)隊(duì)的文化非常出色——一些最好的深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)科學(xué)家……以及全棧軟件程序員……他們恰好對(duì)農(nóng)業(yè)具有如此巨大的影響力。他們希望在重要的應(yīng)用中實(shí)踐他們的技術(shù) ——而不僅僅是在研究論文里打轉(zhuǎn)。”
雖然See and Spray系統(tǒng)還沒有為商業(yè)部署做好準(zhǔn)備，但John Deere還擁有其他機(jī)器和深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)已經(jīng)交到了全球數(shù)千名農(nóng)民手中。
其中之一是Combine Advisor系統(tǒng)。這也是一個(gè)圍繞著計(jì)算機(jī)視覺構(gòu)建的系統(tǒng)，涉及使用安裝在聯(lián)合收割機(jī)上的攝像頭，并在聯(lián)合收割機(jī)處理過(guò)程中，通過(guò)視頻圖像監(jiān)視谷物的狀況。
深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用于分析谷物的質(zhì)量，并在谷物受損時(shí)即時(shí)調(diào)整機(jī)器的運(yùn)行參數(shù)。更多的攝像頭監(jiān)控收割作業(yè)時(shí)從收割機(jī)后部噴出的碎屑——秸稈、樹葉和玉米棒，這些碎屑將成為田地的肥料。這些攝像頭會(huì)檢查沒有任何谷物被彈出——目的是確保零浪費(fèi)。
Deere保持人工智能和農(nóng)業(yè)領(lǐng)先戰(zhàn)略的另一個(gè)關(guān)鍵部分是JD Labs的“初創(chuàng)公司合作者”。這使得它能夠與初創(chuàng)企業(yè)緊密合作，這些敏捷的小型企業(yè)能夠以John Deere的巨大規(guī)模可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式開發(fā)和試用創(chuàng)新技術(shù)。
Stone表示：“這是一個(gè)非常酷的計(jì)劃，它可以幫助我們繼續(xù)與一個(gè)真正令人興奮的社區(qū)保持聯(lián)系。”他表示：“我們提供一些指導(dǎo)和農(nóng)業(yè)、農(nóng)藝領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，而他們有機(jī)會(huì)繼續(xù)研究他們的技術(shù)并改進(jìn)它，我們會(huì)看到最終會(huì)發(fā)生什么。”