Jak widzenie komputerowe
szybko staje się kręgosłupem
agronomii nowej generacji

Uwaga redaktora: The Konferencja WIZJA 2022 będzie zawierał rozszerzone badania obszarów, w których innowacje szybko napędzają zmiany, w tym trendy w uprawach specjalistycznych o wysokiej wartości, programy zrównoważonego rozwoju i sekwestracji dwutlenku węgla oraz zaawansowane technologicznie kontrolowane systemy produkcji środowiskowej. Jeden pojawiający się temat na agenda to dane wizualne. Poniżej znajduje się spojrzenie od środka na to, jak czujniki wzrokowe i widzenie komputerowe będą kluczowe, aby pomóc całej branży sprostać wymaganiom żywnościowym rosnącej globalnej populacji.

Wizja komputerowa przeżywa prawdziwy boom. Informacje zebrane za pomocą danych z dronów, satelitów i samolotów zbierają dane z nieba. Czujniki zamontowane na sprzęcie są w stanie mierzyć zmiany właściwości roślin lub parametrów gleby za pomocą optycznego wykrywania reflektancji. Czujniki LiDAR są teraz w stanie mierzyć strukturę roślin w 3D.

Oprócz pomocy agronomom w zakresie danych, wizja komputerowa jest również podstawą działania autonomicznych maszyn w terenie, pomagając maszynom reagować na sytuacje na polu, a nawet wykrywać przeszkody. Technologia umożliwia nam nawet reagowanie na bardzo dokładną lokalizację dane ze zdjęć satelitarnych, który jest w stanie oddać szczegóły na poziomie centymetra. Czy przy całej tej technologii do naszej dyspozycji ludzkie gałki oczne są w ogóle potrzebne?

Gdy te kamery, czujniki i satelity zostaną rozmieszczone na dużą skalę na polach i w szklarniach, zapewnią całodobowy monitoring w 100%. Kiedy tak się stanie, odległa agronomia i w dużej mierze odległe rolnictwo mogą stać się rzeczywistością. Ponieważ autonomiczne maszyny i roboty przejmują coraz więcej ról, potrzeba dużej siły roboczej może nie być już potrzebna. Podczas gdy obecnie większość owoców i warzyw jest zbieranych i pakowanych ręcznie, raport S&P Global przewiduje, że do 2025 r. systemy percepcji i algorytmy zbioru umożliwią realizację aspektów autonomicznego zbioru w rolnictwie o kontrolowanym środowisku (CEA).

Ten boom na wizję komputerową ma znaczenie nie tylko w rolnictwie. W rzeczywistości jako najbardziej dojrzała dziedzina współczesnej sztucznej inteligencji przenika każdy sektor gospodarki. Możliwości, jakie daje automatyzacja funkcji wizualnych, dają nieskończone możliwości rynkowe w każdym sektorze. Jako ludzie, wzrok jest naszym najbardziej rozwiniętym zmysłem — tym, którego najczęściej używamy do postrzegania otaczającego nas świata. Profesor Optyki Medycznej David Williams wyjaśnia że „Ponad 50 procent kory, czyli powierzchni mózgu, zajmuje się przetwarzaniem informacji wizualnych”.

To nie przypadek, że część ludzkiego mózgu odpowiedzialna za analizę informacji wzrokowych jest największa z pozostałych zmysłów. Sztuczne sieci neuronowe są istotną częścią uczenia maszynowego i podstawą nowoczesnych technologii wizualnych. Według słów profesora Williamsa: „Zrozumienie, jak działa widzenie, może być kluczem do zrozumienia, jak działa mózg jako całość”.

Technologie wizualne już teraz napędzają rozwój żywności i rolnictwa, które zmienią sposób, w jaki świat rośnie, produkuje, transportuje i konsumuje żywność. Wizja komputerowa jest prawdopodobnie najbardziej zaawansowaną technologicznie dziedziną, jeśli chodzi o sztuczną inteligencję. To bezprecedensowe bogactwo danych wizualnych można wykorzystać i przetworzyć za pomocą uczenia maszynowego, a następnie przekazać z powrotem producentom żywności lub autonomicznym maszynom, takim jak nawadnianie. Nawet po zbiorach wizja komputerowa zapewnia technologię, która jest już wykorzystywana do kluczowych kluczowych zadań, takich jak proces sortowanie i sortowanie owoców i warzyw, zadanie, które wykonywane przez ludzi jest niespójne, czasochłonne, zmienne i kosztowne.

Wpływ tej technologii jest ogromny. Czujniki wizualne i widzenie komputerowe będą miały kluczowe znaczenie, aby pomóc całej branży sprostać wymaganiom żywnościowym rosnącej globalnej populacji. Dane Banku Światowego sugerują, że do 2025 r. większość sektorów żywnościowego i rolniczego będzie głęboko dotknięta przyjęciem technologii wizualnych, takich jak rozpoznawanie obrazu, kamery, robotyka i wiele innych. Nic dziwnego, że wizja komputerowa i technologie AI są sercem nowego fala obiecujących startupów technologicznych w wielu branżach, w tym w handlu detalicznym, budownictwie, ubezpieczeniach, ochronie i rolnictwie.

Ulepszanie istniejących procesów jako punkt wyjścia do rozpoczęcia rewolucji

Istnieje mnóstwo technologii wizualnych dostępnych dla hodowców żywności. Obejmuje to dowolne urządzenie lub narzędzie, które przechwytuje, analizuje, filtruje, wyświetla lub rozpowszechnia dane wizualne. Systemy te są zaprojektowane tak, aby wykorzystać wizję komputerową, uczenie maszynowe lub sztuczną inteligencję w celu zrozumienia wszystkich danych wizualnych i dostarczenia praktycznych spostrzeżeń lub autonomicznego działania na nich.

Ostatnia raport z LDV Capital on Visual Technologies zwraca uwagę na niektóre kluczowe przyszłe trendy, które będą wynikać z przyjęcia technologii wizualnych wśród hodowców żywności w ciągu najbliższych pięciu lat. Najciekawsze w nich jest to, że w większości kładą nacisk na ulepszanie i adaptację istniejących technologii. Nie będzie to rewolucja, ale postępująca ewolucja, gdy technologie wizualne staną się głównym nurtem. Raport wskazuje na przykład, że algorytmy uczenia maszynowego przetwarzają obrazy z drona, samolotu i satelitarne o zwiększonej rozdzielczości i większym zakresie spektralnym, co dodatkowo umożliwia zdalną agronomię. Ponadto, wraz ze wzrostem prędkości przetwarzania, czujniki zamontowane na sprzęcie umożliwią podejmowanie decyzji na poziomie roślin, takich jak precyzyjne opryskiwanie chwastów i umieszczanie nasion.

Czy każdy istniejący proces może być zautomatyzowany i zarządzany zdalnie?

Przy tak wielu „oczach” monitorujących i oceniających rośliny 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu oraz technologiach wizualnych, które obejmują całe pola lub szklarnie, czy rolnictwem i agronomią można zarządzać zdalnie w najbliższej przyszłości? Z doświadczenia z naszymi klientami wiem, że wielu hodowców żywności już teraz musi odbyć znacznie mniej podróży na pole dzięki wglądom lub zdjęciom zrobionym przez maszyny i dostarczonym im. Co więcej, ich zdolność do rozwiązywania problemów, takich jak szkodniki, jest bardziej ukierunkowana i precyzyjna. Zamiast przeprowadzać rutynowe kontrole wyrywkowe, urządzenia te są w stanie monitorować 100% swoich upraw przez 100% czasu.

Podczas gdy wizja komputerowa jest wielkim przełomem, który na nowo zdefiniuje sposób uprawy i przetwarzania żywności, to nie koniec. Potrzebne są inne technologie uzupełniające, które umożliwią nam widzenie pod liściem i pod glebą, co jest równie istotne dla uzyskania pełnego obrazu. Na przykład monitorowanie i analizowanie mikrobiomu za pomocą dedykowanych czujników, które mierzą liczebność, różnorodność i kolonizację mikroorganizmów w naziemnych i podziemnych organach roślinnych.

Gromadzenie, integrowanie i wyjaśnianie wszystkich tych danych będzie kluczowym wyzwaniem, aby wykorzystać moc rosnącego stosu technologii, na którym będą polegać hodowcy żywności. Hodowcy żywności zawsze polegali na setkach sygnałów z terenu, ale te pojawiające się narzędzia i platformy oznaczają, że będą musieli organizować spostrzeżenia z coraz większej liczby źródeł. Ostatecznym celem jest stworzenie ujednoliconego systemu, który zapewnia pełny, jasny obraz niezbędny do podejmowania lepszych decyzji agronomicznych na wysokim poziomie.

aktualności/przyszłość