PUNTI CHIAVE:
- Cinque anni dopo l'acquisizione della tecnologia, il metodo di Deere di utilizzare la visione artificiale e l'apprendimento automatico per identificare le singole piante sarà testato nelle fattorie nell'estate 2021.
- L'obiettivo: le macchine agricole che si muovono fino a 20 miglia all'ora prendono decisioni sull'irrorazione di erbicidi a livello di singole piante ed erbe infestanti in pochi secondi, riducendo la necessità di un uso diffuso di prodotti chimici.
- Lo sforzo AI è uno dei tanti progetti tecnologici associati all'agricoltura di precisione che porta l'agricoltura nel 21 ° secolo e cambia la natura del lavoro nell'America rurale.
Se è una sorpresa che una recente asta governativa di licenze a banda larga 5G è stato vinto dal gigante agricolo Deere & Co. anziché AT&T o un altro sostenitore delle telecomunicazioni, forse non dovrebbe. L'agricoltura - che nel corso di migliaia di anni si è evoluta dall'uomo che tira aratri alla chimica e, più recentemente, alla sua era genetica - sta entrando nella sua era digitale. Definita anche agricoltura di precisione, i cambiamenti determinati dalla raccolta e dall'analisi dei dati, sulla vita e sul lavoro nelle zone rurali, sono destinati ad accelerare.
Un esempio di Deere che debutterà nei campi della fattoria la prossima estate combina visione artificiale e apprendimento automatico o, per dirla in parole più facili da capire, pensa al riconoscimento facciale per le piante. Nel 2017, Deere ha acquisito una società chiamata Tecnologia Blue River, che ha lavorato su un modo per identificare le singole piante ed erbacce. Non è un compito facile se si considera che un singolo acro di fattoria può comprendere migliaia di piante e la macchina pesante che si muove attraverso il campo funziona a una velocità di 10-20 mph
L'intelligenza artificiale si sta rapidamente spostando in tutte le varietà di aziende agricole e su base globale. In Cina, gli allevamenti di maiale hanno utilizzato riconoscimento facciale per mappare e monitorare i suini'facce. E da una start-up irlandese a giganti dell'agricoltura come Cargill, riconoscimento facciale delle mucche per le aziende lattiero-casearie sta avanzando.
"Le fattorie in questi ambienti rurali sono molto tecnologicamente capaci, esperte di tecnologia, creando dati significativi ogni giorno durante la stagione di crescita", ha detto Jahmy Hindman, che è diventato chief technology officer di Deere lo scorso luglio, parlando all'evento CNBC @Work Spotlight di giovedì. “Le informazioni che vengono create servono davvero ad aiutarli a essere più produttivi, sostenibili e più precisi. …. Le informazioni sono davvero fondamentali per prendere decisioni al momento, ridurre al minimo gli input che gli agricoltori devono mettere nell'azienda e massimizzare la produttività ".
Se la tecnologia AI funziona come previsto, l'input primario che verrebbe ridotto sarebbero le applicazioni chimiche per uccidere le erbacce nei campi, gli erbicidi. Invece di una diffusa irrorazione di sostanze chimiche che uccidono tutto tranne le piante geneticamente modificate progettate per sopravvivere all'applicazione, gli spruzzatori potrebbero colpire singole piante riconosciute come obiettivi corretti, il che potrebbe avere importanti implicazioni per aziende come Bayer's Monsanto, che crea prodotti chimici e colture OGM, la più nota è Roundup.
Hindman ha descritto la tecnologia AI come l'addestramento di nuovi modelli di rete neurale per vedere le erbacce e spruzzare solo erbacce nei campi coltivati. Fornire maggiori informazioni al coltivatore a livello di singola pianta è un obiettivo chiave per Deere.
"Pensa alle operazioni di mais o soia nel Midwest ... 40,000 piante per acro in una fattoria di 2,000 acri", ha detto Hindman. “Siamo interessati a poter gestire ogni impianto nel corso della sua vita, riducendo al minimo gli input e massimizzando la produttività. ... Essere in grado di prendere decisioni in tempo reale è assolutamente fondamentale per sbloccare il valore economico aggiunto per i coltivatori e la produttività nel settore agricolo. "
Riconoscimento facciale della fattoria
L'approccio della Blue River Technology, fino al livello della singola pianta del raccolto - scattare foto alle piante in modo che mentre una macchina è in crociera possa prendere la decisione di spruzzare in pochi secondi, o meno - è potenzialmente la tecnologia più importante che arriva alla fattoria , secondo Rob Wertheimer, analista di Melius Research che copre Deere.
Tra le stagioni, gli agricoltori spruzzano erbicidi come il Roundup della Monsanto su interi campi per uccidere tutto. L'intenzione di Deere è lanciare Blue River nei campi incolti come primo esperimento, piuttosto che nei filari completamente piantati. In primavera e in estate, prima di piantare, le erbacce sono cresciute in campi vuoti e questo non è un compito così complesso per l'IA come identificare obiettivi in campi dove ci sono già migliaia di colture piantate, ma è il primo passo per dimostrare la tecnologia.
"Stai scattando foto di piante e addestrando algos che devono prendere decisioni di irrorazione velocemente, in pochi secondi, a velocità elevate, 15-20 mph, e rimbalzare, lo spruzzatore rimbalza e lo fa giorno dopo giorno per cinque o 10 anni senza errori. È difficile ", ha detto Wertheimer.
Come in molti settori, il ritmo del cambiamento tecnologico nelle aziende agricole sta avvenendo molto più velocemente di quanto previsto dal settore. Wertheimer ha osservato che solo un decennio fa, l'ex CEO e presidente di Deere Sam Allen pensava che sarebbe passato molto tempo prima che i trattori autonomi rilevassero le aziende agricole, per ragioni tra cui questioni di sicurezza. Ma con rapidi miglioramenti nella tecnologia di guida autonoma come Lidar, così come miglioramenti AI, Allen ha cambiato la sua visione nell'arco di pochi anni.
"L'agricoltore non guida più molto", ha detto Stephen Volkmann, un analista di Jefferies che copre Deere e ha confrontato i progressi autonomi nelle operazioni agricole con un pilota di aerei, dove oggi gran parte del volo è automatizzato. "L'agricoltore deve sedersi in cabina e controllare, ma lascia che il trattore guidi da solo."
Il riconoscimento facciale sta diventando un po 'spaventoso ... ma non c'è motivo di pensare che non possa avere successo. See-and-spray è una delle numerose tecnologie agricole avanzate che sembrano avvicinarsi a un punto di svolta.
Stephen Volkmann ANALISTA DI JEFFERIES
Volkmann ha detto che l'IA "see-and-spray" è la tecnologia "più sexy" arrivata nella fattoria. "Penso che la gente creda che sia reale", ha detto. "È esattamente come un'auto autonoma, una telecamera in grado di riconoscere molte cose e addestrarle con algoritmi di intelligenza artificiale e identificare molte piante diverse". Le sfide per farlo funzionare sono numerose: le piante vengono calpestate e le foglie si piegano e ci sono ombre create nei campi ei campi sono luoghi sporchi, il che significa che eseguire in modo affidabile questo compito tutto il tempo è una sfida, ed è un compito che richiede un alto livello di successo.
"Proprio come la guida autonoma, possono farlo il 95% delle volte oggi, ma non è abbastanza. Devi arrivare al 100% per chiamarlo successo. Non vuoi spruzzare la sostanza chimica sbagliata sull'impianto sbagliato anche il 5% delle volte ", ha detto Volkmann. In definitiva, c'è il potenziale per l'IA di imparare a riconoscere piante "buone" rispetto a piante "cattive" utilizzando una varietà di fattori, nonché le migliori posizioni per la semina, piuttosto che mirare solo alle erbacce giuste per l'irrorazione.
Oggi, un coltivatore di mais può ottenere in media 170 bushel prodotti da un acro, anche se un livello record di 600 bushel per acro si è dimostrato possibile, se il tempo e le erbacce e altri fattori nel campo, dalla luce solare agli insetti e funghi, al suolo le caratteristiche nutritive e la luce solare e l'ombra possono essere analizzate per creare in definitiva una maggiore produttività delle colture. "Ci sono molti dati in milioni di piante ed erbacce", ha detto Wertheimer.
Deere offre già le tecnologie ExactEmerge ed ExactApply che sono state introdotte negli ultimi dieci anni e hanno trasformato le attività agricole principali come la semina e l'irrorazione in operazioni con macchine agricole di precisione, e i dirigenti di Deere hanno affermato sui suoi guadagni più recenti chiamano che il la diffusione di queste tecnologie da parte degli agricoltori sta accelerando.
"Il riconoscimento facciale sta diventando un po 'spaventoso ... ma non c'è motivo di pensare che non possa avere successo", ha detto Volkmann. "See-and-spray è una delle numerose tecnologie agricole avanzate che sembrano avvicinarsi a un punto di svolta", ha detto, anche se ha aggiunto che probabilmente mancano ancora alcuni anni per la commercializzazione della tecnologia di riconoscimento completo delle piante.
Deere e 5G
La connettività rurale è legata a questi sforzi tecnologici su cui Deere si concentra per le sue operazioni e le comunità rurali in cui lavorano e vivono i suoi agricoltori. Mentre le licenze 5G che la società ha recentemente acquisito riguardano le sue operazioni di produzione, che le consentono di gestire fabbriche intelligenti, Hindman ha affermato che ci sono venti favorevoli per portare più banda larga e 5G nell'America rurale.
"Il divario tra connettività urbana e rurale è importante per noi e gli agricoltori, ed è anche importante nelle comunità rurali in cui lavorano per ragioni che esulano dall'ambito dell'agricoltura", ha detto.
Per gli agricoltori, sono necessari maggiori investimenti per supportare i flussi di dati tra il centro di cloud computing di Deere e le aziende agricole, per ragioni tra cui la capacità di monitorare a distanza i macchinari pesanti nelle fattorie per esigenze di manutenzione preventiva (ad esempio, una pompa dell'acqua viene riparata in remoto anziché qualcuno che deve viaggiare sul campo), nonché per il controllo remoto delle apparecchiature in futuro. Lo sforzo è in corso attraverso partnership con governo e imprese private, ha affermato il CTO di Deere.
Hindman ha affermato che con la larghezza di banda 5G e la riduzione della latenza che offre, il controllo automatico delle macchine nella fattoria da una posizione remota diventa una possibilità. “C'è tutta una serie di vantaggi che arrivano alla società quando ciò accade. … Siamo fiduciosi che il vento sia alle nostre spalle ", ha detto riguardo al sostegno del governo federale per l'implementazione del 5G nelle zone rurali del paese.
Hindman ha affermato che le assunzioni presso l'azienda sono cambiate, così come la formazione dei dipendenti attuali, in linea con i nuovi sforzi come l'intelligenza artificiale di riconoscimento dell'impianto e altre tecnologie. Gli insiemi di competenze di machine learning sono molto richiesti e, in generale, Hindman ha affermato che negli ultimi anni l'assunzione di Deere è stata "significativamente più indicizzata alle competenze del software", mentre c'è stato un miglioramento simultaneo delle competenze dei dipendenti esistenti per soddisfare le esigenze della tecnologia più recente.