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用 AI 機(jī)器人大軍改造當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,是未來發(fā)展的必然趨勢

2018-01-24 07:14 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:36氪 來源:36氪
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編者按:當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)藥肥料的濫用,已經(jīng)開始對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的影響。這不僅會(huì)引發(fā)人們對(duì)一個(gè)問題的思考:農(nóng)業(yè)的未來是什么...

  編者按:當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)藥肥料的濫用,已經(jīng)開始對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的影響。這不僅會(huì)引發(fā)人們對(duì)一個(gè)問題的思考:農(nóng)業(yè)的未來是什么?想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展,對(duì)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式進(jìn)行改造是一個(gè)必然的選擇,該怎么改造?近日,彭博社報(bào)道了一家致力于用人工智能技術(shù)來減少農(nóng)藥與化肥濫用的公司藍(lán)河科技(Blue River Technology),成立3年后,就被迪爾(Deere)公司以3.05億美元的價(jià)格收購。而且就目前的發(fā)展趨勢來看,其設(shè)想的未來是有可能實(shí)現(xiàn)的。

藍(lán)河科技總部,一個(gè)機(jī)器人原型正在學(xué)習(xí)區(qū)分雜草和農(nóng)作物。

  豪爾赫•赫洛德(Jorge Heraud )在加利福尼亞的生菜田里,他快要瘋了。這是2014年10月的一個(gè)晴朗無云的日子。一望無際的翠綠的葉子在黑色的土地上向上延伸。赫洛德來這里是為了測試Potato,它是一款用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人。這臺(tái)機(jī)器正試圖將生菜的植株變得稀疏,這樣強(qiáng)壯的植物就有了成長空間。如果你把它想象成一個(gè)C-3PO-style的雙足裝置, 用細(xì)小的手臂來拉扯秧苗,那你就錯(cuò)了,Potato并不是這樣的。它看起來就像一個(gè)巨大的金屬Pez分發(fā)器側(cè)著放在一個(gè)掛在拖拉機(jī)后面的架子上。機(jī)器人通過安裝在架子上的攝像頭“看到”秧苗。在幾毫秒之內(nèi),它就能識(shí)別出強(qiáng)壯的植物,并給弱小的植物施肥,而肥料的濃度能使其致命。

  或者這就是赫洛德的機(jī)器應(yīng)該做的,但是現(xiàn)在它出故障了。機(jī)器人喜歡受控的環(huán)境,而Potato的精密設(shè)備無法很好地應(yīng)對(duì)來自拖拉機(jī)的熱量、灰塵和振動(dòng)。電子元件短路,噴嘴失靈,灰塵也對(duì)散熱風(fēng)扇造成了影響。一天之內(nèi),每隔半個(gè)小時(shí),電腦上的監(jiān)控器就會(huì)因?yàn)镻otato的故障而藍(lán)屏死機(jī)一次。

  隨著失敗次數(shù)的增加,赫洛德變得越來越煩悶。幾個(gè)月來,他的團(tuán)隊(duì)一直在測試Beta版的Potato,每個(gè)版本都有一個(gè)以沙拉為主題的代號(hào)——Caesar、Cobb、Chicken、Wedge、Jello。所有這些機(jī)器人都是屬于第一代產(chǎn)品,它們已經(jīng)正式命名為“生菜機(jī)器人”(LettuceBot),赫洛德已經(jīng)開始向農(nóng)民出租這些產(chǎn)品了,但很明顯,這還太早了。

  兩天后,他不得不在董事會(huì)會(huì)議上面對(duì)投資者。他們已經(jīng)向他的創(chuàng)業(yè)公司投入了1300萬美元,希望聽到他有一個(gè)可靠的產(chǎn)品。赫洛德是一位出生在秘魯?shù)墓こ處?,行為舉止冷靜,他把壓力都內(nèi)化了。最近,他身上開始出現(xiàn)刺痛的皮疹,開始失眠,以及有了胃灼熱的癥狀。生菜機(jī)器人并不是他最初向投資者展示的東西。他當(dāng)時(shí)設(shè)想了一種除草機(jī)器人,可以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù),并大幅減少除草劑的使用。這樣的機(jī)器將顛覆一個(gè)由先正達(dá)、拜耳、巴斯夫、杜邦和孟山都等農(nóng)業(yè)化工企業(yè)主導(dǎo)的280億美元產(chǎn)業(yè),同時(shí)還能挽救土壤微生物群落,拯救無數(shù)水生和兩棲物種,并恢復(fù)全球水道的純凈。他將公司命名為“藍(lán)河科技”,并將這些目標(biāo)付諸實(shí)踐。

  當(dāng)赫洛德向董事會(huì)坦白自己在實(shí)地測試失敗時(shí),他們并沒有像他擔(dān)心的那樣投票罷免他,而是鼓勵(lì)他扭轉(zhuǎn)局面。在接下來的一年里,他和他包含20名工程師團(tuán)隊(duì)發(fā)起了一場全天候的故障排查,他們稱之為“浪涌”。他們輪流睡在他們位于硅谷的辦公室里的小床上。他們要求丈夫和妻子來幫忙轉(zhuǎn)動(dòng)扳手和鉗子。他們重新設(shè)計(jì)了風(fēng)扇,建造了支架,更換了材料, 重新配制化學(xué)品。 到2015年年底,他們有了一個(gè)在各個(gè)方面都表現(xiàn)良好的無故障的生菜機(jī)器人。他們擴(kuò)大了與薩利納斯(Salinas)等地農(nóng)民的合同。到2017年初, 大約五分之一的生長在美國的生菜田用生菜機(jī)器人來“間苗”。

  赫洛德和他的投資人受到了成功的鼓舞,但是其他的消息使他們更加興奮。微芯片制造商英偉達(dá)發(fā)布了一個(gè)擁有超大處理能力的計(jì)算平臺(tái)。它是為自動(dòng)駕駛汽車的導(dǎo)航設(shè)計(jì)的,但這個(gè)平臺(tái)的出現(xiàn),也意味著一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以處理更多由移動(dòng)攝像頭捕捉到的數(shù)據(jù)。赫洛德也許能夠打造出他剛開始設(shè)想出來的除草機(jī)器人。但是,當(dāng)他的團(tuán)隊(duì)開始組裝他們的第一臺(tái)夢想機(jī)器時(shí),他無法想象的是,在2017年9月,拖拉機(jī)公司迪爾(Deere)將以3.05億美元的價(jià)格收購藍(lán)河。這個(gè)有悠久歷史的農(nóng)業(yè)品牌將會(huì)與赫洛德一起來實(shí)現(xiàn)他最理想的、甚至是奢侈的目標(biāo)——不僅僅是在全球范圍內(nèi)削減農(nóng)業(yè)化學(xué)品的應(yīng)用,而且還將從根本上改變我們種植食物的方式。

  藍(lán)河公司總部坐落在加州的一幢玻璃鋼鐵建筑里。“歡迎來到農(nóng)業(yè)2.0”,赫洛德面無表情地說。他指的是構(gòu)成他辦公空間的普通小隔間和灰色的地毯。在該公司的72名員工中,只有少數(shù)人,包括赫洛德和他的聯(lián)合創(chuàng)始人李·雷登(Lee Redden)有一些在農(nóng)田里工作的經(jīng)驗(yàn),其余的大部分都是軟件和機(jī)械工程師,擁有哈佛、斯坦福、牛津和加州理工學(xué)院的學(xué)位。能夠體現(xiàn)出來這是一個(gè)農(nóng)業(yè)公司的少數(shù)線索之一是在赫洛德ThinkPad上的“我的心土”貼紙

  這是一家農(nóng)業(yè)公司的少數(shù)線索之一,是在Heraud的ThinkPad上的“I [HEART] SOIL”貼紙,以及提醒小心敵人的東西——一個(gè)鑲框的照片,照片上是一架黃色的塞斯納機(jī)器在大片玉米地上噴灑著除草劑。

  赫勞德, 47歲, 在利馬長大,他是一位數(shù)學(xué)愛好者,是一位電氣工程師和一名小學(xué)教師的獨(dú)生子。 5歲的時(shí)候,他就開始在電話簿中添加數(shù)字列,以便打發(fā)空閑時(shí)間。周末和下午的時(shí)候,他會(huì)和他父親去公司,一家專門致力于工廠自動(dòng)化的公司Digita。夏天,他住在他祖父母位于利馬北部的農(nóng)場里,他的家人在那里種植了200英畝的西紅柿和水稻。

  他喜歡農(nóng)場生活中有趣的部分——開拖拉機(jī)和沙灘車,襲擊酸棗園,從雞舍里收集雞蛋, 吃祖母做的蛋糕和餡餅。 但一些單調(diào)沉悶的工作讓他感到空洞乏味。他早上5:30起床,6點(diǎn)要和他的表兄弟們在地里拔草?!拔液茉缇兔靼?,一個(gè)農(nóng)場,哪怕是很小的一個(gè)農(nóng)場,基本上都是一個(gè)大型戶外工廠,”他說。“在田里,我們幾十個(gè)孩子在彎腰拔草。當(dāng)我第一次想到這應(yīng)該是機(jī)器的工作時(shí),我已經(jīng)7歲了?!?/P>

  赫勞德在學(xué)校表現(xiàn)突出,14歲就開始為他父親設(shè)計(jì)軟件。之后,他去智利瓦爾帕萊索天主教大學(xué)讀書,這是一個(gè)南美的數(shù)學(xué)家的中心。他仍舊在繼續(xù)方面工作,領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)讓雞飼料工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的一個(gè)項(xiàng)目。很快,他就拿到了斯坦福大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金,獲得了電氣工程碩士學(xué)位。畢業(yè)后,他在一家GPS技術(shù)公司Trimble找到了一份工程類的工作。赫勞德領(lǐng)導(dǎo)的工程師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了第一輛自動(dòng)駕駛拖拉機(jī),這種技術(shù)現(xiàn)在被用于生產(chǎn)大約80%的發(fā)達(dá)國家的食物。

  2008年,他成了Trimble的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān),收購了一些制造了數(shù)字傳感器來測量土壤水分的公司,直到他意識(shí)到自己想要的是自己的企業(yè)。他回到斯坦福大學(xué)攻讀了一個(gè)EMBA課程。在那里,他在大學(xué)內(nèi)網(wǎng)上發(fā)布了一個(gè)“讓我們解決農(nóng)業(yè)最大的問題”的帖子。24歲的來自內(nèi)布拉斯加的機(jī)器人科學(xué)專業(yè)的博士生雷登回應(yīng)了他。雷登也是在農(nóng)場里長大的。他叔叔有6000英畝的玉米地。他他像赫勞德一樣是個(gè)神童。在15歲時(shí),他就在一家汽車修理廠做副業(yè),修理摩托車、汽車和卡丁車。在斯坦福大學(xué)讀書期間,他建造了幾十個(gè)機(jī)器人,可以完成從乒乓球訓(xùn)練到嬰兒心臟復(fù)蘇的各種任務(wù)?!暗麄兌贾皇亲趯?shí)驗(yàn)室的架子上落灰,”他說?!拔蚁胱鲆患梢栽谑澜缟仙娴臋C(jī)器人。”

藍(lán)河科技公司首席執(zhí)行官豪爾赫•赫洛德。

  赫洛德研究了農(nóng)業(yè)帶來的危害:從墨西哥灣和波羅的海的缺氧死亡地帶,到蜜蜂的群體崩潰、土壤退化,以及引發(fā)人類從過敏到癌癥的健康問題。

  “這一切都與盲目猖獗傳播的化學(xué)物質(zhì)有關(guān),”赫洛德說,他和雷登認(rèn)為,他們可以教機(jī)器學(xué)會(huì)區(qū)分作物和雜草,然后用機(jī)械的方式或者用有針對(duì)性的非有毒物質(zhì)來消除雜草。他們首先考慮的是熱泡沫、激光束、電流和沸水,他們將機(jī)器人推銷給有機(jī)農(nóng)場主,為了保證食物是有機(jī)的,這些農(nóng)場主大量使用包括機(jī)械耕作在內(nèi)的無化學(xué)除草方法, 這種耕作方式既耗油又破壞土壤。

  經(jīng)過幾個(gè)月的研究,他們面對(duì)的是一個(gè)令人失望的事實(shí):除了使用除草機(jī)之外,沒有其他有效的辦法能夠去除雜草。“事實(shí)證明,用電或熱的液體來消滅雜草,需要的時(shí)間和精力要比化學(xué)物質(zhì)多得多——而且它也不能保證有效,”赫洛德說。這些方法只能消除雜草的可見部分,但是不能消除根部。用機(jī)械鉗拔除雜草,對(duì)機(jī)器人來說,要比投放微量毒藥耗費(fèi)非常多的時(shí)間。他們的挑戰(zhàn)是如何精確的使用這些化學(xué)物質(zhì)。

  在創(chuàng)業(yè)初期,赫洛德曾將自己的公司推薦給了孟山都和先正達(dá)的投資部門,這兩家公司是他計(jì)劃要鏟除的行業(yè)巨頭。他希望能接觸到他們的化學(xué)家和植物學(xué)家,以及他們能讓他在主流農(nóng)民中獲得信任,從而來幫助自己在實(shí)地測試機(jī)器原型。

  不過,雙方對(duì)其的回應(yīng)都是試探性的。“我們喜歡豪爾赫的Trimble背景,他是一個(gè)聰明的家伙,但一開始有一些不切實(shí)際的理想主義,”先正達(dá)創(chuàng)投的投資總監(jiān)加布里埃爾·威爾莫斯(Gabriel Wilmoth)說,他參與了首輪投資,但一直在追蹤生菜機(jī)器人的發(fā)展迭代。在第三輪融資中,他也買進(jìn)了。孟山都增長投資公司的投資主管基爾斯頓·斯特德(Kiersten Stead)也提供了一些資金。但這種支持只是出于名義上的——幾百萬美元——同時(shí),在一定程度上也是為了密切關(guān)注年輕的競爭對(duì)手。這也可能是對(duì)失敗的承認(rèn)。

  雜草的適應(yīng)力和繁殖能力極強(qiáng),其中最強(qiáng)悍的是雜草中的“成吉思汗”——是藜草/豬草,也叫做長芒莧。它可以長到10英尺高,形狀像一棵黃松,有玉米芯那么寬的莖。一株植物能產(chǎn)出一百萬顆種子,而一個(gè)被藜草感染的田地將會(huì)產(chǎn)生數(shù)億的種子,這就增加了植物發(fā)生突變的可能性,從而抵抗除草機(jī)的侵襲?!皩?duì)于一個(gè)農(nóng)民來說, 藜草就像葡萄球菌感染對(duì)抗生素產(chǎn)生了抗藥性一樣,”赫洛德說。

  幾十年來,孟山都、先正達(dá)和其他農(nóng)用化學(xué)品公司的化學(xué)家們都在努力生產(chǎn)出分子“選擇性”的產(chǎn)品,這意味著對(duì)雜草有致命的威脅,但對(duì)農(nóng)作物卻沒有。如果不能做到這一點(diǎn),他們就會(huì)從基因工程作物入手,研發(fā)能夠抗草甘膦除草劑的棉花、玉米和大豆,這樣就可以在整個(gè)田地里噴灑除草劑。這種解決方案一直有效,直到它促使草甘膦過度使用,進(jìn)而導(dǎo)致了超級(jí)雜草的出現(xiàn)。2006年,一位阿肯色州的棉農(nóng)注意到,他在農(nóng)田上噴灑的農(nóng)達(dá)(草甘膦除草劑)并沒有像過去那樣殺死藜草。兩年后,美國出現(xiàn)了1000萬英畝的抗農(nóng)達(dá)的雜草,到2012年,有3000萬英畝。如今,已經(jīng)有了7000萬英畝,面積和內(nèi)華達(dá)州差不多。

  作為回應(yīng),化化工企業(yè)重新制造了一些老的、高效的化學(xué)物質(zhì), 如麥草畏/百草敵和24-D丁酯,但這種方法也帶來了許多問題。在過去的18個(gè)月里,百草敵引起了化學(xué)物質(zhì)的漂移,破壞了周邊300萬英畝的農(nóng)作物。與此同時(shí),藜草一直在美國的農(nóng)田里,投下數(shù)以萬億計(jì)的小型遺傳炸彈。

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