農業と人工知能: アグリボットが田舎に革命を起こす方法

アグリボット (除草ロボット)、無人トラクター、およびその他の種類の農業自動化により、人工知能が畑に広まりつつあり、The Economist によると、農業はその様相を完全に変えるでしょう: その方法は次のとおりです。

私たちはまだ始まったばかりですが、すでに重要なことを見始めています。これは、第一次セクターである農業における人工知能の応用の拡張です。のセクター

他のものよりも話し言葉も書き言葉も少ないが、気候の混沌と、食の根幹にある文化を改善、最適化、消毒するためのインテリジェントな機械の使用という XNUMX つの要因に関して、私たちの注意の中心に力強く戻るだろう。実際には、雑誌「The Economist」が最近の記事で伝えているように、何か重要なことがすでに起こっています。

ソールズベリーの田園地帯で

ゆっくりと、しかし確実に、ゴルフカートほどの大きさの蜘蛛の形をした機械が、植物の根元にある電極を揺らします。数秒ごとに、高電圧が当たった燃える雑草のように、小さな煙が吹き出します。

この作業を行う装置が除草ロボットの試作品です。これは、英国南西部のソールズベリー近くの古い弾薬庫で運営されている新興企業である Small Robot Company によって開発されました。

「アグリボット」と呼ばれるこのようなデバイスは、さまざまなスタートアップのイニシアチブで、さまざまな形やサイズで設計され始めています。泥の中の他のプロトタイプの痕跡は、一連の 3D プリンターが明るいオレンジ色のプラスチックコンポーネントを製造するスモールロボットカンパニーのワークショップにつながっています。

この色合いにより、フィールドでの作業中にデバイスが故障した場合にデバイスを追跡しやすくなります。農業従事者や科学者がこれらの機械の構築とテストに熱心に取り組んでいることは明らかです。

除草剤アグリボット

雑草、いわゆる雑草の除草は、作物の収量を向上させるために不可欠ですが、従来の方法ではそれを行うことがますます難しくなっています。一部の雑草は、除草剤に対する耐性がますます高まっています。後者は、これまで以上に厳しい規制の対象となります。場合によっては、禁止されたことさえあります。

また、多くの消費者がオーガニック製品を探しています。また、労働力が不足しているため、トラクターで牽引する機械式鍬で除草を繰り返すのはコストがかかります。時間がかかり、常に効果があるとは限りません。

除草は、ほとんどの農家が喜んでロボットに任せる作業です。しかし、ロボットがうまく仕事をするためには、雑草と良い作物を区別できなければなりません。これは、コンピュータービジョンの進歩により、より達成可能になってきています。

人工知能 (AI) アルゴリズムは、画像分類でより優れたものになっています。一部のスマートフォンアプリケーションは、単純な写真のおかげで植物を識別できるようになりました。カメラを搭載したロボットは、雑草を刈るだけでなく、他の農業作業も自動化します。

アメリカの調査会社MarketsandMarketsによると、アグリボット、無人トラクター、その他のタイプの農業自動化が業界を形成しており、この業界は年間約23%成長し、20年までに2025億ドル以上の価値があると予想されています。

ディック・ザ・ブラスター

雑草を見つけたら、それを取り除く方法はいくつかあります。ディックという名前のスモールロボットカンパニーのアグリボットは、彼らを感電死させます。ロボットの車輪は地面と接触する電極として機能し、もう XNUMX つの電極は植物に近づいて接触するように動かされます。

接触すると、デバイスは植物細胞を沸騰させ、茎から根まで瞬時に殺す熱を放出する回路を作成します。雑草の種類に合わせて電圧を調整しても、数千ボルトかかることがあります。植物の残骸は、自然な方法で土壌に分解するために放置することができます.

ディックは、他の XNUMX つのアグリボット、トムとハリー、すべてインテリジェントデバイスと連携します。同社の共同設立者の XNUMX 人である Ben Scott-Robinson 氏によると、このアイデアは、Tom が非常に詳細なレベルでフィールドを定期的にスキャンするというものです。

カメラやその他のセンサーを搭載した四輪駆動車は、20 日あたり約 XNUMX ヘクタールをカバーし、各植物の状態と土壌の状態をマッピングします。雑草が検出されると、それらを駆除するために行動を起こします。

XNUMX 番目の agribot である Harry は、まだ開発中です。種子を植えたり、特定のレベルの肥料を各植物に適用したりするなどのタスクを実行します。これは、微量投与として知られているプロセスです。

探偵のトムとハリー

Tom は XNUMX 月に生産に入ります。初期バージョンは、大手スーパーマーケットチェーンが運営するレックフォードエステートなど、英国のいくつかの農場ですでに使用されています。ディックは今年後半に活動を開始します。

トムはすでに広葉樹の雑草を見分ける方法を学んでおり、穀物のように見える草を見分けるより難しい技術の訓練を受けています。多くの野菜とは異なり、穀物は非常に密集して栽培されているため、機械による除草は複雑な作業になります。トムのアルゴリズムを使えば、ディックは穀物の列にある雑草を正確に取り除くことができるはずです.

同社はこれらのボットをサービスとして提供します。トムは、農家がデータをダウンロードできる農場の小屋に住みます。ディックとハリーは農場に運ばれ、性能が評価されます。 Small Robot Company のもう XNUMX 人の共同設立者である Scott-Robinson 氏によると、このビジネスモデルは、伝統的な根絶や雑草防除の方法と比較して、アグリボットを使用するコストが有利であることを農家に納得させるでしょう。化学物質の不在。

「電気プロセス」

ディックの焼却システムは、リーミントン近郊に拠点を置く英国の別の新興企業である RootWave から提供されています。同社が「電気プロセス」と呼んでいる RootWave は、スポット除草用のポータブルバージョンをすでに作成しています。同社のボスであるアンドリュー・ディプローズ氏は、この電撃剤は土壌を乱したり、微生物に害を与えたりすることはないと述べています。

安全性に関する限り、すべての農業機械と同様に、アグリボットは訓練を受けたオペレーターが使用する必要があります。人や動物の接近を検出するセンサーなどの組み込みの安全機能により、ロボットがシャットダウンされ、リスクが軽減されます。

RootWave は、電化プロセスに関心のある他の企業と協力しています。その中には、オランダの農業機械メーカーである Steketee があります。トラクターが引くくわには、すでにコンピュータービジョンが使われています。 Steketee は車にカメラを装備しています。野菜などの作物が十分に間隔をあけて配置されている場合は、鍬ナイフを出し入れして、畝に沿って雑草だけでなく、個々の植物の間でも雑草を引き抜きます。

耕す

アグリボットも耕すことができます。これは、2016 年に農業用ロボットの開発を開始したサンフランシスコの会社である FarmWise を共同設立する前に、IBM と Facebook で働いていた AI の専門家である Boyer によって述べられています。

いくつかの実地試験の後、同社は Titan と呼ばれる最初のアグリボットを発売しようとしています。これは、野菜 (レタス、ブロッコリー、カリフラワー) の畑を自律的に歩き回り、個々の植物とその位置を特定します。

地面を横切って移動するとき、Titan は一連の回転ブレードを展開し、雑草除去に適した深さまで地面を耕すように自動的に調整します。

将来のバージョンでは、種まきや肥料の微量投与、個々の植物に直接投与されるその他の殺虫剤処理など、他の仕事を行う予定です。「個人に合わせた植物の手入れです」とボイヤー氏は言います。

植物のパーソナライズされたケア

自律型アグリボットは、スマートトラクターが牽引するシステムと競合する必要があります。最新のトラクターやコンバインのほとんどは、GPS やその他のセンサーのおかげでドライバーなしで操作できます。一部のトラクターは、人工衛星やドローンから取得したデジタル作物マップを使用して、肥料や農薬が必要な場所をマークしています。

John Deere や CNH Industrial (機械メーカーの Case や New Holland) などの大手トラクターメーカーは、完全自動運転トラクターを開発しています。

作物に化学薬品を使用する必要がある場合、トラクターシステムとアグリボットの両方を使用して、畑全体に散布するのではなく、必要な個々の植物に微量の散布を行うことができます。いくつかの証拠は、微量投与が作物に散布される除草剤の量を 90% 以上削減できることを示唆しています。

ドイツの化学大手である BASF は、エンジニアリング会社の Bosch と協力して、植物を識別し、高度に的を絞った方法で除草剤を散布するスプレーシステムを開発しています。