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Künstliche Intelligenz könnte den Landwirten helfen, nur die durstigen Pflanzen zu gießen

2020

Winzer haben einen ordentlichen, wenn auch ungewöhnlichen Trick, um schmackhafteren Wein herzustellen - gießen Sie die Reben nicht. Lassen Sie die Reben kurz vor der Ernte trocknen, und Sie erhalten kleinere Trauben mit mehr Schale und weniger Saft. Kleinere Trauben ergeben einen Wein mit einer tieferen Farbe und einem komplexeren Geschmack.

Die Trinchero Family Estates im kalifornischen Napa Valley wollten sicherstellen, dass die Trauben genau in der richtigen Menge gegossen werden, und arbeiteten daher mit Ceres Imaging zusammen, um ihre Felder zu kartieren. Ceres verwendete Starrflügelflugzeuge, um Farb-, Wärme- und Infrarotbilder des Weinbergs aufzunehmen, und sie analysierten diese Bilder mithilfe künstlicher Intelligenz, um festzustellen, ob der Weinproduzent seine Trauben überfeuchtete.

Es stellt sich heraus, dass Trinchero in Teilen des Weinbergs war. Ihre Weinexperten stellten fest, dass Bereiche, in denen zu viel Wasser vorhanden war, auch etwas weniger schmackhafte Trauben hervorgebracht hatten. Das Unternehmen nutzt jetzt die Imaging-Technologie, um sicherzustellen, dass die Reben nicht zu viel oder zu wenig bewässert werden, und um Lecks im Bewässerungssystem zu finden.

Diese Technologie repräsentiert den neuesten Stand der Landwirtschaft. Hightech-Firmen wie Ceres, Prospera, Farmers Edge und die Climate Corporation setzen künstliche Intelligenz ein, um den Landwirten bei der Entscheidung zu helfen, wann sie ihre Pflanzen anpflanzen, gießen, besprühen und ernten sollen. Da der Klimawandel die Regenstürme im Mittleren Westen verschlimmert und die Dürre in Kalifornien noch verstärkt, könnte die Technologie den Landwirten auch dabei helfen, sich auf schwierigeres und volatileres Wetter einzustellen.

"Die heutige Bewässerung liefert allen Pflanzen auf einem Feld die gleiche Menge Wasser, obwohl jede Pflanze das Wasser anders zurückhält", sagt Daniel Koppel, CEO von Prospera, der (unter anderem) analysiert Bilder von Kameras, die auf beweglichen Sprinklersystemen montiert sind. "Auch die Menge an Wasser, die eine Pflanze benötigt, hängt vom Alter und der Größe der Pflanze ab, ob sie Früchte trägt oder nur Blumen, und so weiter."

Unternehmen können beispielsweise mithilfe von Wärmebildern feststellen, ob die Pflanzen genug Wasser bekommen. Durstige Pflanzen sind etwas wärmer als andere. Das liegt daran, dass Pflanzen normalerweise einen Teil des Wassers abgeben, das sie durch ihre Wurzeln aufsaugen, und zwar durch winzige Poren an der Unterseite ihrer Blätter. Wenn dieses Wasser verdunstet, kühlt es die Pflanze ab, genau wie das Schwitzen den Menschen abkühlt. Durstige Pflanzen verschließen diese Poren jedoch, um Wasserverluste zu vermeiden, wodurch sie etwas wärmer werden. Wenn die Landwirte genau bestimmen können, welche Pflanzen ausgetrocknet sind, müssen sie nur diese Pflanzen bewässern, was ihnen hilft, Wasser zu sparen. Dies wird schwieriger, da der Klimawandel längere und schwerere Dürreperioden verursacht.

Unternehmen sammeln Bilder von Kameras, die an Sprinklersystemen, Drohnen, Flugzeugen und Satelliten angebracht sind, und analysieren diese Bilder mithilfe von Computern, um festzustellen, welche Pflanzen von Raupen, Unkraut oder Pilz befallen sind. Computer fordern die Züchter dann auf, diese Pflanzen - und nur diese Pflanzen - mit Insektiziden, Herbiziden oder Fungiziden zu besprühen.

Dies hilft den Landwirten, weniger Wasser und Chemikalien zu verbrauchen, was Geld spart und die Landwirtschaft gesund hält. Die Verwendung von weniger Insektiziden hilft beispielsweise, Honigbienen zu konservieren, die zur Bestäubung vieler Kulturen benötigt werden. Die Verwendung von weniger Kunstdünger kann die Umweltverschmutzung verringern. Düngemittel auf landwirtschaftlichen Betrieben dringen häufig in Gewässer und schließlich in den Ozean ein, wo sie das Leben im Meer zerstören. Laut Koppel konnten die Gewächshausbauern dank der Technologie von Prospera 30 Prozent weniger Dünger und Wasser verbrauchen.

Das Schwierigste ist, Computer zu veranlassen, zu bestimmen, wann Ernten krank, verletzt oder durstig sind. Deshalb haben Unternehmen Systeme entwickelt, die lernen, Bilder zu interpretieren, und die mit der Zeit intelligenter werden. Diese Systeme kombinieren auch Informationen aus Bildern mit Daten zu Temperatur, Niederschlag, Bodenqualität und anderen Variablen, um zu bestimmen, wann und wie viel besprüht und bewässert werden muss.

Zählt dies als künstliche Intelligenz? "Wenn Sie das mit drei unserer Informatik-Doktoranden fragen würden, würden Sie wahrscheinlich für ein oder zwei Tage nicht rauskommen", sagt Koppel. Er behauptet, dass sich Prosperas System als KI qualifiziert, da es ständig von selbst lernt. "Sie verwenden Maschinen, um anhand von Bildern kontinuierlich herauszufinden, was auf dem Gebiet vor sich geht", sagt er. "Außerdem synthetisiert die Maschine Daten, um Entscheidungen zu treffen."

Koppel glaubt, dass künstliche Intelligenz die nächste große landwirtschaftliche Revolution einleiten wird. Frühere technologische Fortschritte - Bewässerung, Mechanisierung, Kunstdünger, Gentechnik - haben es dem Menschen ermöglicht, mit weniger Arbeit mehr Lebensmittel anzubauen. Er sagt, dass die künstliche Intelligenz es den Landwirten ermöglichen wird, noch effizienter zu werden, indem sie die Landwirtschaft nicht mehr raten.

„Normalerweise trifft ein Landwirt eine Entscheidung entweder auf der Grundlage der Intuition - und nicht anhand von Daten - oder er spürt den Boden“, sagt er. Aber anstatt sich auf Intuition zu verlassen, ist es laut Koppel besser, Computer zu verwenden, um Bilder von jedem Zentimeter der Farm zu analysieren. Diese Computer könnten Entscheidungen auf der Grundlage von Daten empfehlen, die sie von Farmen auf der ganzen Welt gesammelt haben - ein Erzeuger in Mexiko könnte von Daten profitieren, die auf einer Farm in Israel gesammelt wurden.

Laut Koppel können Computer die blinden Flecken der Landwirte ausfüllen und Landwirte mit Ärzten vergleichen, die dazu neigen, Fehler zu machen. "Ich gehe wirklich nicht gerne zum Arzt", sagt er. „Ich würde es vorziehen, eine Maschine zu haben, die unvoreingenommen ist. Wissen Sie, ein Arzt hat vielleicht ein paar tausend Menschen gesehen, und die Maschine hat Hunderte von Millionen Menschen gesehen. Und der Arzt erinnert sich nicht an alles, was er an der Universität studiert hat, und die Maschine weiß die ganze Zeit alles. “

In Zukunft könnten wir Roboter sehen, die erkennen, wann eine Erdbeere reif ist, und sie vorsichtig aus der Pflanze pflücken, oder Droiden, die Unkraut finden und besprühen können, oder Maschinen, die bestimmen, wann und wie viel Milchkühe zu füttern sind. AI ist zwar ein unglaubliches Versprechen für Farmen, es droht jedoch auch eine massive Störung, insbesondere in einer Zeit, in der viele Farmer zu traditionelleren Anbaumethoden zurückkehren.

"Einige Landwirte möchten möglicherweise nicht den Übergang vollziehen, da ihnen entweder die Fähigkeiten fehlen, sich in einem technologischeren System zu entfalten, oder die Motivation fehlt, sagt David Rose, ein Umweltgeograf an der University of East Anglia, der über die Zukunft der Landwirtschaft geschrieben hat." Einige Landwirte halten den Einsatz von KI möglicherweise nicht für mit ihrem Lebensstil vereinbar, sondern ziehen es vor, ihr Erfahrungswissen zu nutzen und eng mit ihrem Land verbunden zu sein. "

Er sagt, dass autonome Roboter die Sicherheit von Arbeitnehmern und Tieren gefährden und viele Menschen von der Arbeit abhalten könnten. Starke KI-Abhängigkeit könnte auch die Verbindung der Landwirte zum Land trennen. Das ist die Zukunft, die in diesem Werbespot von John Deere dargestellt wird, den Rose als "chillen" bezeichnet.

Ich sage nicht, dass wir AI in der Agrartechnik nicht akzeptieren sollten. Es hat definitiv das Potenzial, die Entscheidungsfindung zu verbessern, uns dabei zu helfen, Daten zu durchschneiden, das Sprühen effizienter zu gestalten, manuelle oder mühsame Jobs zu automatisieren, jüngere, technisch versierte Mitarbeiter für die Branche zu gewinnen und die Rentabilität zu steigern. Aber fast niemand spricht über die gesellschaftlichen und ethischen Auswirkungen der KI auf dem Bauernhof «, sagt er.

Wie sieht die Welt aus, in der KI routinemäßig auf dem Bauernhof eingesetzt wird? Wie unterscheidet sich das von jetzt? «, Fragt er. Und wie kümmern wir uns um die potenziellen Verlierer der Technologierevolution sowie um die Gewinner? Ich denke, wenn wir nur anfangen, über diese Fragen nachzudenken und zu akzeptieren, dass in einer Demokratie die technologischen Entwicklungen herausfordernd sein sollten, dann ist dies eine gute Sache

Jeremy Deaton schreibt für Nexus Media, eine syndizierte Nachrichtenagentur, die sich mit Klima, Energie, Politik, Kunst und Kultur befasst. Du kannst ihm folgen @deaton_jeremy.

Korrektur: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde fälschlicherweise festgestellt, dass Ceres als Drohnenunternehmen angefangen hatte und keine Starrflügler einsetzte. Dies wurde korrigiert.

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