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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(shì)

2018-01-24 07:14 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:36氪 來源:36氪
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  如果機(jī)器人能夠防止除草劑與農(nóng)作物有任何接觸,這就意味著18種化學(xué)物質(zhì)以前被認(rèn)為破壞性太強(qiáng)而不能被廣泛噴灑的化學(xué)物突然變得可行了。

  “我們?cè)跍p少需要使用的化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量,同時(shí)也在擴(kuò)大可使用的化學(xué)物質(zhì)的品類,”赫洛德說。換句話說,藍(lán)河的成功可能是除草劑行業(yè)最糟糕的事情,也可能會(huì)開辟出一條銷售新產(chǎn)品的渠道。

  “這不是非此即彼——我們應(yīng)該做技術(shù)或農(nóng)業(yè)生態(tài)、可持續(xù)農(nóng)業(yè)或工業(yè)化農(nóng)業(yè)。這是共贏的?!?/P>

  在早夏一個(gè)潮濕的日子里,我們來到了阿肯色州的瑪麗安娜(Marianna)——棉花之鄉(xiāng)的腹地?,旣惏材瓤雌饋砗桶⒖仙萜渌男℃?zhèn)沒有什么區(qū)別,是一個(gè)典型的飽受農(nóng)作物價(jià)格較低影響的農(nóng)業(yè)社區(qū),大概4000人,收入中值為24000美元。小鎮(zhèn)曾經(jīng)有許多漂亮的房屋,但現(xiàn)在都被遺棄了,門廊到破舊,窗戶碎裂,野葛藤到處蔓延,證明著這里有一個(gè)非常豐富的資源:雜草。

  赫洛德來到了世界雜草之都,測(cè)試他的第一個(gè)除草機(jī)器人。37歲的南森·里德(Nathan Reed)已經(jīng)是第三代的農(nóng)民了,他在6500英畝的土地上種植棉花、玉米、水稻和大豆。在藍(lán)河科技的牽引車后面,有一個(gè)巨大的白色裙?fàn)钗飯A頂,以保護(hù)機(jī)器人不受灰塵和雨水的侵蝕。 8臺(tái)電腦橫向堆放在圓頂下面,機(jī)器人上方有三個(gè)大水箱,裝滿了藍(lán)色的水,這是一種用于測(cè)試的人造除草劑。

  一名軟件工程師坐在拖拉機(jī)的駕駛室里,看著一臺(tái)筆記本電腦,上面顯示著16臺(tái)攝像機(jī)收集到的機(jī)器人下方地面的合成圖像。它展示了裂開的棕色土壤,3英寸高的棉苗,以及隨機(jī)分類的雜草。這些雜草與棉苗看起來似乎并沒有什么區(qū)別。機(jī)器人能把它們區(qū)分開來。赫洛德解釋說,See&Spray正在掃描這些植物, 并且在30毫秒之內(nèi)——大約是你眨眼的十分之一——它將棉花與雜草區(qū)分開來, 并決定噴灑的量和噴灑的位置。屏幕上顯示的是圍繞著棉花的圓圈,其中有幾十個(gè)在雜草的周圍重疊。

一個(gè)藍(lán)河的原型給一個(gè)紅色的植物噴水。

  小型藍(lán)色"除草劑"從128個(gè)噴嘴中噴射出來。藍(lán)色的水完美地落在長(zhǎng)方形的雜草叢上, 有些有一張紙那么大, 有的只有一個(gè)拇指甲大小?!叭绻l(fā)生了一場(chǎng)火災(zāi)——你會(huì)毀了我的棉田,”里德開玩笑說,指著一株藍(lán)色的幼苗。

  “這就是為什么我們不使用紅色染料的原因,”赫洛德說。“那樣看起來太血腥了。”

  在早期的時(shí)候,生菜機(jī)器人確實(shí)曾經(jīng)毀掉過一整片的生菜。 它的噴嘴漏了,把本來用于殺死弱小秧苗的高濃縮肥料噴向了一畝又一英畝的秧苗。赫洛德趕忙上了飛機(jī),去幫助受影響的農(nóng)民解決問題。他的團(tuán)隊(duì)修正了這個(gè)問題,方法是在噴嘴上增加一個(gè)自動(dòng)中止功能,在滴水超過5秒的時(shí)候,就會(huì)停止,然后他們免費(fèi)為受影響的農(nóng)民的100英畝生菜田間苗。

  在里德的田地里,我們注意到許多棉苗被染上了藍(lán)色,而旁邊的雜草卻毫發(fā)未動(dòng)。這臺(tái)機(jī)器被弄糊涂了,因?yàn)橛行┟廾缫呀?jīng)枯萎了——不像正常的棉苗那樣,所以沒有被編程識(shí)別出來。

  這個(gè)機(jī)器人需要先用幾百,然后幾千,最后幾百萬張棉花的圖片來學(xué)習(xí)植物的各種變化。隨著時(shí)間的推移,它的葉子會(huì)隨著時(shí)間的變化而改變形狀和質(zhì)地,這就需要機(jī)器人能夠在它們處于病態(tài)和健康狀態(tài)下,以及在生長(zhǎng)的各個(gè)階段,能將它們準(zhǔn)確的識(shí)別出來。機(jī)器人從圖像檔案中獲取信息并做出區(qū)分和決定的能力是“深度學(xué)習(xí)”。

  藍(lán)河團(tuán)隊(duì)在澳大利亞的一個(gè)棉花農(nóng)場(chǎng)里建立了“See&Spray”的記憶,將攝像機(jī)安裝到一個(gè)改裝過的購(gòu)物車上,花了三個(gè)月時(shí)間把它推向不同的田地里,上傳了大約10萬張棉花圖片。但是生長(zhǎng)在阿肯色州的棉花,正在潮濕寒冷的春天里掙扎著,看起來和澳大利亞的棉花并不一樣,所以無法達(dá)到100%的準(zhǔn)確率。在兩周的時(shí)間里,赫洛德的團(tuán)隊(duì)將會(huì)拍攝數(shù)萬張新的棉花照片,來幫助機(jī)器人變得更加精確。

  不過就目前而言,See&Spray正在犯一些蹣跚學(xué)步的錯(cuò)誤。突然,赫洛德拍了一下大腿?!俺晒α?!”他大聲喊道,打破了他特有的鎮(zhèn)靜。他正看著一個(gè)被一堆雜草包圍著的棉苗。 這臺(tái)機(jī)器用藍(lán)色液體勾勒出了雜草的輪廓, 使得中間掙扎的幼苗得以幸免。

  在赫洛德看到化學(xué)用量降低的地方,里德看到了節(jié)約。由于他所處的地理位置,除草劑的使用成本約占農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本的40% ーー每年超過50萬美元。在一英畝棉花上,他通常會(huì)使用大約20加侖的除草劑。經(jīng)過幾周的試驗(yàn),See&Spray機(jī)器人似乎可以用每英畝2加侖的除草劑來清除雜草了。除草機(jī)器人也會(huì)給免耕農(nóng)業(yè)帶來巨大的優(yōu)勢(shì),這是里德近年來采取的一種做法。耕作是一種不用化學(xué)物質(zhì)來清除雜草的方法,但它也會(huì)侵蝕和毀壞土壤,擾亂微生物群落,殺死蚯蚓,釋放被困的碳。免耕可以減少燃料成本,減少灌溉需求。See&Spray讓里德從經(jīng)濟(jì)條件構(gòu)成的“倉鼠輪子”中解放了出來,為了使用像農(nóng)達(dá)這樣的廣泛應(yīng)用的除草劑,農(nóng)民在每個(gè)季節(jié)都必須購(gòu)買昂貴的轉(zhuǎn)基因種子來抵抗化學(xué)物質(zhì)。一個(gè)只針對(duì)雜草的機(jī)器人可以讓里德購(gòu)買非轉(zhuǎn)基因的種子, 這種種子的價(jià)格要低75%左右。但和許多農(nóng)民一樣,里德也在艱難度日。只有當(dāng)赫洛德能以有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格租借機(jī)器人時(shí),除草機(jī)器人才會(huì)成為他的一種選擇。

  在See & Spray正在處理從里德的田地上收集到的數(shù)據(jù)時(shí),赫洛德正在醞釀一項(xiàng)計(jì)劃,打算生產(chǎn)一款價(jià)格實(shí)惠、人們能夠負(fù)擔(dān)得起的機(jī)器。迪爾公司的高級(jí)技術(shù)總監(jiān)約翰·蒂佩爾(John Teeple)說:“我們幾個(gè)月來一直在追隨豪爾赫的腳步?!比ツ?月,這家生產(chǎn)農(nóng)業(yè)設(shè)備的跨國(guó)公司收購(gòu)了這家成立僅三年的硅谷創(chuàng)業(yè)公司。“很明顯,藍(lán)河正成為機(jī)器人和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,這對(duì)我們來說這將是一種完美的協(xié)同效應(yīng),”他說。

  赫勞德對(duì)于放棄他的獨(dú)立性沒有任何矛盾心理?!吧现?,我們是一家可能成功或失敗的小公司,”他在收購(gòu)?fù)瓿珊蟊硎??!斑@是一家只擁有6個(gè)生菜機(jī)器人和兩個(gè)除草機(jī)器人原型的年輕的創(chuàng)業(yè)公司,任何更可怕的場(chǎng)景——比如在生菜機(jī)器人的噴嘴泄露——都可能是致命的一擊?!彼烙?jì),藍(lán)河將于2020年初在美國(guó)和2021年在歐洲推出其首款“See&Spray機(jī)器人”,而在沒有迪爾的機(jī)械工程師、制造工廠以及全球1萬家經(jīng)銷商的支持下,這個(gè)計(jì)劃不一定能夠大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)。

  他的下一步計(jì)劃是,在迪爾的支持下,將藍(lán)河的機(jī)器人從除草劑轉(zhuǎn)移到化肥上,而化肥是有毒藻類繁殖的罪魁禍?zhǔn)?,它們殺死魚類,使湖泊無法再能夠讓人們游泳。農(nóng)民每年在化肥上的花費(fèi)是除草劑的10倍,每年約為1500億美元。這種轉(zhuǎn)變對(duì)于機(jī)器人來說,是一個(gè)巨大的飛躍,它必須收集一系列視覺信號(hào)——植物葉子的顏色、大小和紋理——從這些數(shù)據(jù)中推斷出植物的健康狀況以及它需要多少營(yíng)養(yǎng)。“它需要更強(qiáng)的處理能力,但這是可行的,”赫勞德說。

  這個(gè)技術(shù)鏈中的下一環(huán)節(jié)可能是一種農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的瑞士軍刀:一種機(jī)器人,它不僅可以在植物需要的時(shí)候,精確地使用除草劑和化肥,還可以同時(shí)使用殺蟲劑、殺菌劑和水。

  植物種植,將不會(huì)再是田間耕作的含義,也不僅僅是大規(guī)模減少化學(xué)使用的前景。從理論上講,它還可以終結(jié)單一作物的種植——這在當(dāng)下已經(jīng)是一種常態(tài),一塊田地上只種植玉米或只種植大豆,并導(dǎo)致了高熱量、低營(yíng)養(yǎng)的飲食,從而會(huì)導(dǎo)致心臟病、肥胖和2型糖尿病。同時(shí),單一作物的農(nóng)田更容易受到枯萎和災(zāi)難的影響,也會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行過濾,從而使糧食供應(yīng)面臨風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)代農(nóng)民一直在將農(nóng)作物的種植隔離開來,部分原因是我們的設(shè)備無法處理更復(fù)雜的問題。能夠單獨(dú)照料植物的機(jī)器人可以支持間作種植——同時(shí)種植玉米和大豆或其他豆類作物。

藍(lán)河微型除草機(jī)和迪爾拖拉機(jī)。

  倡導(dǎo)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的智庫“Food Tank”的總裁丹妮爾•尼倫伯格(Danielle Nierenberg)并沒有對(duì)這種人工智能農(nóng)業(yè)的設(shè)想感到特別欣慰?!坝泻芏鄦栴}需要解決,比如這些機(jī)器人會(huì)部署哪些化學(xué)物質(zhì)?”她說?!霸谖覀儨p少使用除草劑的同時(shí),工業(yè)農(nóng)業(yè)固有的許多問題中,哪一個(gè)會(huì)持續(xù)存在?”

  其中一個(gè)問題是壟斷企業(yè)的潛在脅迫性。迪爾在“權(quán)利修復(fù)”運(yùn)動(dòng)中扮演了反面角色,在這個(gè)運(yùn)動(dòng)中,城市和鄉(xiāng)村的人都在為限制使用專有軟件和硬件的法律而斗爭(zhēng),這些法律使得個(gè)人幾乎不可能去修理自己的設(shè)備或機(jī)器——這個(gè)問題可能會(huì)給擁有價(jià)值20萬美元的人工智能拖拉機(jī)的所有者造成經(jīng)濟(jì)上的破壞。迪爾公司讓農(nóng)民依賴于使用其專用設(shè)備的能力,以及越來越多地維護(hù)其專用設(shè)備的能力,與孟山都將農(nóng)民鎖在除草劑和種子上的制度并沒有什么區(qū)別。如果藍(lán)河公司的先進(jìn)機(jī)器人能像公司所希望的那樣成功,那就意味著農(nóng)民和我們的食品供應(yīng)更加依賴于少數(shù)的幾家公司。還有一種可能性,無論多么遙遠(yuǎn),一個(gè)依賴軟件的食品系統(tǒng)可能會(huì)變得更加容易受到黑客的攻擊,因?yàn)楹诳涂梢圆倏v機(jī)器中有毒化學(xué)物質(zhì)的劑量。

  赫勞德不愿在最壞的情況上去糾結(jié)?!斑@不是非此即彼——我們應(yīng)該做技術(shù)或農(nóng)業(yè)生態(tài)、可持續(xù)農(nóng)業(yè)或工業(yè)化農(nóng)業(yè)。這是共贏的。這是我們需要的所有的解決方案。”他讓我回想起他小時(shí)候在農(nóng)場(chǎng)和工廠之間建立的聯(lián)系?!耙话倌昵?,工廠是一場(chǎng)噩夢(mèng),濃煙滾滾,工作環(huán)境惡劣,人們死亡?,F(xiàn)在,很多農(nóng)業(yè)企業(yè)都處于這種狀態(tài),效率低下,有害的化學(xué)物質(zhì),巨大的碳排放。但與之相比,現(xiàn)代工廠的設(shè)計(jì)理念是:智能、自動(dòng)化、安全工作環(huán)境和人類,在每一項(xiàng)工作中都能實(shí)現(xiàn)人體工程學(xué)。它們已經(jīng)轉(zhuǎn)過身來了。”他堅(jiān)持認(rèn)為,令人高興的悖論是“機(jī)器人不需要把我們從大自然中驅(qū)逐——它們可以幫助我們恢復(fù)它。”

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