农企新闻网

精准喷洒除草剂,这支AI农业大军想要喂饱全世界!

发布者:金原
导读【AI星球(微信ID:ai_xingqiu)】2014年10月某个阴沉的一天,Jorge Heraud正在加州的一片生菜地里专心致志地“劳作”。翠绿色的叶子,黝黑的土壤,在他四周有限延伸。Heraud来这里是为了测试“Potato”——这是一个原型机器人,你可以称之为农业版的苹果1代原型机。这个机器的义务是把发育不良的生菜去掉,让长势可喜的生菜有足够的空间生长。Potato有点像大型的佩兹糖果盒,

AI 星球(微信 ID ai_xingqiu )】

2014年10月某个阴沉的一天,Jorge Heraud正在加州的一片生菜地里专心致志地“劳作”。翠绿色的叶子,黝黑的土壤,在他四周有限延伸。Heraud来这里是为了测试“Potato”——这是一个原型机器人,你可以称之为农业版的苹果1代原型机。这个机器的义务是把发育不良的生菜去掉,让长势可喜的生菜有足够的空间生长。Potato有点像大型的佩兹糖果盒,装在附着在迁延机后边的支架上。机器人经过装置在支架上的摄像头“反省”幼苗。Potato可以在数毫秒之内辨认健壮的植物,并经过喷洒过量的肥料弄死衰弱的幼苗。

精确来说,这是Heraud对这些机器的希冀效果。不过眼下,还没到这水平。机器人在控制环境下鲜有出错,但是Potato的精细设备容易遭到低温、灰尘和来自迁延机震动的搅扰。大约每半小时,控制Potato的电脑显示屏就会蓝屏死机。随着失败次数的添加,Heraud的煎熬也在加剧。延续几个月,他的团队测试了十几个版本的Potato。一切这些第一代测试原型最终构成了他们曾经正式推出的产品LettuceBot,这款机器人目前曾经开端向农场主们出租。

两天后,他必需在董事会上给本人的投资者们一个交代。他们曾经向他的创业公司投资了1300万美元,如今他们想看到一个牢靠的产品。LettuceBot跟最后他承诺的产品相距甚远。他描画了一个除草机器人,可以执行愈加复杂的义务从而从基本上增加除草剂的运用。这样一个工具足以推翻价值280亿美元的传统行业,同时还能解救土壤微生物,解救有数的水上和两栖物种,恢复世界水道的纯真。 他甚至为此将公司命名为“Blue River Technology”——蓝河科技公司。

但是当Heraud向董事会坦率田野测试的失败时,这些投资人非但没有罢免他反而鼓舞他改变败局。在接上去的一年里,他和本人团队里的20名工程师夜以继日地任务,重新设计风扇,制造托架,改换资料,重新配制化学剂。到2015年末,他们终于开收回一个运转流利的LettuceBot。到2017年终,全美种植的五分之一的生菜,都曾被LettuceBot处置过。

Heraud和他的投资者们自然对成功感到非常快乐。但好音讯还在后头。首先是微芯片制造商Nvidia发布了一个具有超强处置才能的计算平台,虽然该平台专为无人驾驶车的导航零碎设计,假设用在农业机器人上的话也就意味着可以处置更多挪动相机抓取的数据。但最令人意想不到的是在2017年9月,老牌迁延机公司迪尔公司有意以3.05亿美元价钱收买Blue River。农业范畴的最陈旧品牌的参加,让Heraud愈加有决心——他的目的,不只在于根绝全球范围内的农药运用,更要从基本上改动我们种植食物的方式。

Blue River一共有72名员工。这些人中,只要极少局部,包括Heraud本人和他的结合开创人Lee Redden有过真正干农活的阅历;其他大少数都是软件和机械工程师,毕业自各个顶尖学校如哈佛、斯坦福、牛津等。

47岁的Heraud来自秘鲁利马。寒假通常在他祖父母的农场上渡过。农场也在利马,在那里他们种有200多英亩的番茄和水稻。虽然他很喜欢农场上局部生活,但是那些地里的农活几乎要让人疯掉。“我很小时分就发现,农场,哪怕是很小一个,差不多就像一个户外工厂,”他说,“我们在田里弯腰挑草,站起来,再弯腰挑草……这种累活就应该机器来做。”

Heraud在学校里成果出色,14岁的时分就能为他父亲设计软件。大学的时分,他还一边打工为工厂开发自动喂鸡项目。随后,他又进入斯坦福大学进修,毕业后,他在一家晚期专注GPS技术的公司Trimble任务。在那里,他率领一堆工程师设计了第一款自动驾驶迁延机,如今兴旺国度80%的粮食消费都跟这项技术有关。2008年,他提升为Trimble的商业开展总监,收买了一系列公司。这时分,他萌发了本人创业的愿望。他回到斯坦福持续攻读行政工商管理硕士。时期他在学校内网上宣布了名为“让我们一同处理农业中的最严峻成绩”的帖子。经过这个帖子,Heraud结识了跟他有着类似童年阅历的Redden。

精准喷洒除草剂,这支AI农业大军想要喂饱全世界!

Heraud调查了农业行业的灾祸:墨西哥湾和波罗的海的缺氧死亡区,蜜蜂的个人死亡,土壤退步,以及从过敏到癌症等的人类安康成绩等等。“一切的一切,都跟人类自觉、大规模地喷洒化学物质有关,”Heraud说。于是,Heraud和Redden想,假如他们教会机器分辨农作物和杂草,那么就可以机械化地除掉杂草或许用其他一定剂量的无毒物质杀死这些杂草。但是经过几个月的研讨,他们十分绝望地发现,除了除草剂,没有更无效的办法了。“不论是用电还是热液去除杂草,都比化学剂费时还费电——有时分还没无效果,”Heraud说。这些办法或答应以消灭掉可见的杂草,但是杂草的根还是好好的。让机器人用机械钳把杂草连根拔起,那就更不理想了。所以,他们只能退而求其次:想方法精准地喷洒农药。

创业初期,Heraud曾找过Monsanto和Syngenta这两家公司的投资部门。这两家公司都属于Heraud试图用除草机器人取而代之的那个行业内的巨头。他想取得这些公司的化学家和植物学家资源,以及跟主流农场主协作在田野中测试原型机器人的时机。

杂草有着极强的顺应力和繁衍力。杂草界的成吉思汗——最顽固最难以根除的——要数藜草,又名长芒苋。它可以长到10英尺高,单株可消费一百万粒种子。被藜感染的农田,将不得不破费数亿来去除这些杂草,同时又进步了植物变异的能够性,从而免疫某一种除草剂。几十年来,Monsanto和Syngenta这些公司的化学家不断在跟杂草做妥协。他们试图开发对杂草无效但不影响农作物的除草剂,后果不可行。于是,他们基因改造农作物,人为地让这些作物不受除草剂草甘膦的影响,这样农场主就可以肆意喷洒除草剂了。这个方法一开端无效,但随着草甘膦的过度滥用,反而变异出了超级杂草。2006年,一名棉花农场主发现他喷洒的除草剂不再像以前那样可以杀死长芒苋。两年后,在美国有1000万英亩的杂草对除草剂免疫,到2012年,这个数字增长到3000万英亩,如今,曾经高达7000万英亩,相当于整个内华达州的大小。

化学公司只好重新配制化学剂。但那顽强的长芒苋,照旧在美国的农田里暴虐。

但是假如机器人可以精准的喷洒除草剂,那么之前18种被以为过于风险而无法普遍运用的除草剂就可以运用了。

于是在初夏的某一天,Heraud离开了阿肯色州的玛丽安娜——盛产棉花的中央。他将在这里测试他的第一个除草机器人See & Spray。一个看起来有点像大型蓬蓬裙的纺织圆球鼓在Blue River的迁延机前面,用来维护机器人免受灰尘和雨水的搅扰。八台计算机堆放在圆球维护盖上面,在被维护好的机器人下面是三个大水箱,外面装有满满的染成蓝色的水,用于在测试中模仿除草剂。

在迁延机的驾驶室里,一名软件工程师正从笔记本电脑上察看机器人摄像头传来的土壤照片。See & Spray正在扫描作物,Heraud解释说,仅仅30毫秒——一眨眼的功夫,它就可以区分棉花和杂草,然后决议喷洒多少除草剂和喷洒在哪里。

精准喷洒除草剂,这支AI农业大军想要喂饱全世界!

噗呲,噗呲,噗呲——设备上的128个喷头在8排棉花地里勤快地喷洒着“除草剂”。蓝色染料精准地喷洒在杂草上的长方形区域。“啊!看哪里——喷错了,”农场主Reed一边指着幼苗上的一块蓝色斑点,一边开玩笑说,“要是真的除草剂的话,我的小棉花就被你杀死了。”

“所以我们没有用白色染料,”Heraud说,“那样的话看上去太血腥了。”

晚期在尤马的农田里任务的时分,LettuceBot还真的“谋杀”过大片的生菜,对着一片又一片的生菜幼苗喷洒高浓度的肥料。随后,他的团队给机器人添加了一个自动终止喷洒的功用,即在继续喷洒超越5秒后,自动中止。为了补偿农场主的损失,LettuceBot收费为他们清算了另外100英亩生菜田。

在Reed的农田里,我们发现很多被喷上了蓝色染料的棉花作物,但边上的杂草上却什么都没有。机器人在遇到矮小枯槁的棉花时便会犯错。See & Spray可以辨认很多品种的棉花,但眼前的这些跟顺序预设的相比,显得不那么安康。机器人还需求辨认少量的棉花图片来愈加精确的区分作物和杂草。机器人从图像库里寻觅图片然后停止区分决策的才能,我们如今称之为“深度学习”。

目前,虽然See & Spray会不时地犯些小错误,但大少数时分运转完满。忽然,Heraud冲动地一拍大腿,喊道:“就是那里!”他指着一株被杂草包围的棉花。机器人完满地给四周的杂草都喷上了除草剂,唯独地方的那株幼苗平安无事。

当Heraud看到的是增加化学剂运用的希望时,Reed看到的是节省本钱的希望。鉴于他的地位,除草剂的开支占到了他总收入的40%,他每年至多要破费5万美元在除草剂上。以往,一英亩棉花地需求运用20加仑除草剂。几周测试上去,See & Spray可以仅用2加仑除草剂处理掉一英亩地的杂草。另外,除草机器人也是非耕耘农业的一大优势。虽然耕耘可以在不运用化学剂的状况下除掉杂草,但同时这种方式也会招致土壤流失枯槁,扰乱微生物,杀死蚯蚓,释放其中的碳。增加耕耘的次数,则可以增加燃料本钱和灌溉需求。

看着See & Spray在田间繁忙,Heraud曾经开端酝酿消费实惠型机器人的方案。他估计,公司将会在2020年终和2021年辨别在美国和欧洲推出See &Spray机器人。当然,这一切少不了Deere的协助。Deere的机械工程师、制造工厂和全球1万多家经销商,让Heraud的目的完成起来愈加高效。

Deere的总裁John Teeple说:“毫无疑问,Blue River将会成为农业范畴内机器人和深度学习使用的指导者,收买Blue River将会为我们带来绝好的协同为数亿中文用户免费提供海量、全面、及时的百科信息,并通过全新的维基平台不断改善用户对信息的创作、获取和共享方式。效应。”

在Deere的支持下,Heraud的下一步计划是推出施肥机器人。肥料是毒藻类众多的罪魁祸首,少量的毒藻不只招致鱼类死亡,也让湖泊不适于游泳。相比于破费在除草剂上的本钱,农场主每年耗在肥料上的资金更多,高达1500亿美元,是前者本钱的10倍以上。假如施肥机器人能成功,那无疑又是一大提高。但应战也是宏大的:施肥机器人将需求更普遍的视觉信号——如作物叶子的颜色、大小、质地等,然后还要从这些数据剖析作物的安康情况并决议该喷洒多少肥料。“虽然对处置功能有很大的要求,但这并非不可完成,”Heraud说。

精准喷洒除草剂,这支AI农业大军想要喂饱全世界!