2018 жылы бес команда қияр өсірумен айналысатын автономды жылыжай сынағында бақша өсірді халықаралық конкурс. Бұрылыс: командалардың біреуі ғана жылыжай бөлігін қолмен басқаратын тәжірибелі адам өсірушілерден тұрды. Қалған төрт командаға бау-бақша және жасанды интеллект (AI) саласындағы халықаралық сарапшылар кірді. Олар өз дақылдарын қашықтықтан және автономды басқару үшін AI шешімдерін әзірлеумен айналысты. Жарыстың әлемдегі алғашқы автономды жылыжайға шақыруының мақсаты тұрақты азық-түлік өндірісіндегі жетістіктерге жету болды.
Қарқынды төрт айдан кейін қолмен өсірушілер екінші орынға шықты. Осы мақаланың авторларының бірі бастаған бірінші орын алған команда автономды өсу шешімімен жеңіске жетті, ол 6% жоғары кірістілікке және 17% -ға жоғары таза пайдаға қол жеткізіп қана қоймай, сонымен қатар аз CO пайдаланды2, жылу және су кірістері.
Бәсекелестік туралы көбірек білу және жасанды интеллектуалды ерітінді қалай білікті адам өсірушілер тобымен бәсекеге түсе алатындығын, тіпті одан асып түсетінін түсіну үшін, жасанды интеллект және оның парниктік автоматикаға қатысы туралы толығырақ қарастырайық.
Жылыжайларды автоматтандыру жаңа емес
Онжылдықтар бойы өсірушілер парниктік климат пен ирригацияны басқару үшін технологиялық компьютерлерді, датчиктерді және жетектерді қолданды. Мұндай сценарийде процедуралық компьютердің жұмысы қарапайым, қарапайым логикалық ережелерге сүйенеді. Егер ауа температурасы 75 ° F жоғары болса, онда, мысалы, желдеткішті ашыңыз. Температураны оқу, жарық пен қыздырғышты қосу және өшіру сияқты ауыр жұмыс машиналарға жүктелген.
Әрине, ережелерге негізделген автоматика күтпеген жағдайларды шеше алмайды. Ең бастысы, білікті адам қоршаған орта параметрлері бойынша нақты белгіленген деңгейге дейін барлық егін шаруашылығы бойынша шешімдер қабылдауы керек. Жоғары өнімділікке сенімді түрде жету үшін білім мен біліктіліктің едәуір деңгейі қажет, тіпті ондай жағдайда да қателесу оңай. Сонымен қатар, шаруа қожалықтары үлкейген сайын, дақылдарды үздіксіз бақылау жұмысы одан да күрделі бола түседі.
Өкінішке орай, өсірушілер еңбек өндірістегі проблемалардың ең үлкен көзі екенін өте жақсы біледі. Жыл өткен сайын, жылы Жылыжай өсірушінің Өсірушілердің ең үздік 100 сауалнамасы бойынша, өсірушілер жұмыс күшіне ғана емес, білікті жұмыс күшінің қол жетімділігіне байланысты қиындықтар туралы есеп береді. Өсірушілер осы проблемаларды шешу жолдарын, соның ішінде жылыжайларды басқаруды автономды ете алатын жаңа технологияларды көбірек іздейтіні таңқаларлық емес.
ИИ - бұл ережелерге негізделген автоматикадан тыс қадам
Жасанды интеллект туралы ойлаудың жақсы әдісі - бұл қарапайым ережелерге негізделген автоматтандырудан тыс қадам. Заманауи жасанды интеллект - бұл парниктегі экологиялық және биологиялық жүйелердегі деректерді қоса алғанда, мәліметтердің заңдылықтарын табу үшін математиканы қолдану туралы. Мысалға:
- Жеткілікті климаттық мәліметтермен өсірушілер оңтайлы межелерді анықтау және климатқа болжам жасау үшін АИ-ді қолдана алады.
- Дәнді дақылдардың шығымдылығы туралы жеткілікті мәліметтер болса, өсірушілер өнімнің болжамдарын жасау үшін АИ-ді қолдана алады.
- Жеткілікті кескін деректері болса, өсірушілер зиянкестер мен ауруларды анықтау үшін АИ қолдана алады.
Кейбір жасанды интеллекттер уақыт өте келе жақсы нәтижелерге қол жеткізе отырып, жаңа мәліметтерден де сабақ ала алады.
Күнделікті жылыжай операциялары туралы тереңірек түсінік бере отырып, АИ сарапшылардың шешім қабылдауына қолдау көрсету және өсірушілерге мағыналы түрде мүмкіндік беру үшін қолданыла алады. Өйткені, ең жақсы нәтиже адамның интеллектісі мен жасанды интеллектінің ойластырылған үйлесімінен шығады.
Жасанды интеллекттің деректерге негізделген әдісін, сонымен қатар, парниктерді автоматтандырудың бұрынғыдан әлдеқайда жоғары дәрежесін алуға мүмкіндік беретін ережелерге негізделген классикалық тәсілмен біріктіруге болады. Қысқаша айтқанда, өсірушілер жасанды интеллектті көптеген жедел тапсырмаларды автоматтандыру үшін қолдана алады, бұл салаға қиындық туғызатын созылмалы еңбек мәселелерін жеңілдетуге көмектеседі.
Деректер - бұл ИИ үшін отын
AI қаншалықты математикалық алгоритмдер туралы болса, сонымен қатар олар деректер туралы. Танымал пікірге қарамастан, ИИ-де қолданылатын ең кең таралған алгоритмдердің кейбірі ондаған жылдар бойы қалыптасқан. Олар тіпті күрделі емес. Ұзақ уақыт бойы деректердің қол жетімділігі - деректерді өңдеуге қажет қол жетімді есептеу қуатымен бірге шектеуші факторлар болды.
Жасанды интеллект потенциалын ашу үшін компьютерлік техниканың жақында дамуы қажет болды. 2007 жылы Apple бастаған смартфондардың төңкерісі мүлдем жаңа өндірістік экожүйелер мен әлемдік ауқымда жабдықтау тізбектерін құрды. Бұл компьютерлік техниканың түбегейлі экономикасын өзгертті. Микропроцессорлар, радиоқабылдағыштар мен датчиктер сияқты негізгі аппараттық компоненттер геометриялық тұрғыдан арзан, кішірек және қуатты бола бастады. Шикізат деректерінің тасқыны тасқынға айналды. Деректер мен есептеу күшінің жаңа көптігі АИ-ны ғылыми қызығушылықтан коммерциялық қосымшалары аз технологиялық өзгеріске айналдыруға көмектесті.
IoT көптеген мәліметтер береді
1980 жылдардың басында Питтсбургтегі Карнеги Меллон университетінің аспиранттары Coca-Cola автоматын тек бос деп табу үшін жаяу барғанына ашуланды. Олар оны Интернетте түгендеу туралы есеп беру үшін өзгертті. Осылайша, олар әлемдегі алғашқы Интернетке қосылған құрылғыны ойлап тапты.
Қазіргі кезде тұтыну электроникасынан бастап өнеркәсіптік машиналарға дейінгі үлкенді-кішілі құрылғылар Интернетке қосылуда бірінші сода машинасына қосылып, заттардың Интернеті (IoT) деп аталады. Маңыздысы - жабдықтың алдыңғы буындарынан айырмашылығы, соның ішінде көптеген қарапайым парниктік автоматтандыру шешімдері - IoT құрылғылары интернеттің басқа жерлерінде қолданылатын мәліметтер форматтары мен байланыс протоколдарын пайдаланады. Интернет жүйесінің әлемдік стандарттарына сүйене отырып, жүйенің бір түрінен екіншісіне өту үшін қосымша жабдықты қажет етпей, IOT құрылғыларымен деректер алмасуды жеңілдетуге болады.
AI және IoT бірге, бірін-бірі толықтыратын технологиялар. IoT жабдығы өсірушілерге жылыжайдан шикі деректерді оңай жинауға көмектеседі. Жасанды интеллектуалды бағдарламалық қамтамасыз ету өсірушілерге өсімдік шаруашылығын жақсарту үшін осы деректерді түсінуге және сол бойынша әрекет етуге көмектеседі.
Кейс-стади: Кеннет Транның автономды жылыжай сынақтарындағы жетістігі
Доктор Тран: 2018 жылы мен Сиэтл маңындағы Microsoft Research компаниясының жасанды интеллект зерттеушісі болдым, арматуралық оқыту деп аталатын жасанды интеллекттің жаңа түрімен жұмыс істедім. Онда мен өз зерттеулерімізді ауылшаруашылығының бақыланатын ортасына қолдану үшін жаңа күш салдым. Sonoma жобасы деп аталатын жобамен біз Канаданың Онтарио қаласындағы Харроу ғылыми-зерттеу орталығындағы өсімдік ғалымдарымен ынтымақтастықта болдық және Нидерландыдағы Вагенинген Университеті мен Ғылыми-зерттеу ұйымы ұйымдастырған алғашқы халықаралық автономды жылыжай сынақтарында бақ сынадық.
Бұл қиындықта әр команда 315 шаршы метрлік жылыжай бөлімінде қиярды төрт айға жуық уақыт өсірді. Бұл бөлімдер стандартты компьютерлермен, климат датчиктерімен және жетектермен жабдықталған. IoT сандық интерфейстерін (REST API) қолдана отырып, біздің жасанды интеллект бағдарламаларымыз сенсорлардан деректерді үздіксіз оқи алады, оңтайлы параметрлерді анықтайды және орнатылған нүктелерді процестің компьютерлеріне қайтадан жібере алады - бүкіл Интернет (төмендегі суретті қараңыз). Шақыру туралы және оның нәтижелері туралы толығырақ мақаладан таба аласыз Хемминг және басқалар. (2019).
Біздің қияр өсіру тәжірибесінің жетіспеушілігіне және өте ерте сатыдағы прототипімізге қарамастан, біздің автономды өсіп келе жатқан шешім бәсекеде жеңіске жетті. Біз тіпті екінші орын алған командадан, яғни 6 пайызға жоғары өнімділікке ие, білікті голландиялық өсірушілерден құралған анықтамалық топтан да асып түсті. Бұл кірістілік маржасы операциялық пайданың 17% өсуіне тең болды.
Анықтама тобы нашар жұмыс жасады ма? Ештене етпейді. Көптеген сарапшылардың пікірінше, олар керемет өнер көрсетті. Олардың өнімділігі шамамен 50 кг / м құрады2 төрт айдың ішінде бұл шамамен 150 кг / м-ге тең2 жылына. Бұл планетаның кез-келген нүктесінде жылыжай үшін жоғары өнімділік болып саналады.
Жылыжайға арналған автономды шақырудың нәтижесінде мен 2020 жылы Koidra-ны біздің білімімізге сүйене отырып құру және ауылшаруашылық және басқа да өндірістік бақылауға арналған AI және IoT-дағы ең заманауи технологияларды алға жылжыту үшін құрдым.
AI және IoT туралы дұрыс сұрақтар қою
Бүгінде жылыжай өсірушілер көбірек жасанды интеллект және IOT-ны қабылдауға дайын және дайын. Басты проблема - нарықтағы өнімдерді түсіну және барлық маркетингтік сөйлемдер арқылы өте алу. Көптеген компаниялар жылыжайларда жұмыс істейтін AI алгоритмі немесе IoT құрылғысы бар деп асығады.
Жасанды интеллектуалды бағдарламалық жасақтама мен IOT жабдықтарын бағалау кезінде ескеру қажет бірнеше негізгі мәселелер:
- өнімділігі: Өсірушілер нақты, нақты пайдасын көре алуы керек. Сұраңыз: AI өнімділігі мен ресурстардың тиімділігін арттыру үшін коммерциялық өндірісте дәлелденді ме? Қандай жағдайда? Компанияның AI және IoT бағдарламалық жасақтамасын дамытудағы рекорды қандай?
- AI дизайны: Шешімдер қабылдау үшін интеллектуалды интеллекттің ең тиімді шешімдері адамның интеллектінің және жасанды интеллекттің ең жақсысын біріктіреді. Сұраңыз: AI моделі бар білім жиынтығын қалай қолданады? Уақыт өте келе көбірек деректермен өнімділіктің жақсаруын қалай қамтамасыз етеді?
- Бағдарламалық жасақтама: Өсірушілер жылыжай жұмысын бақылауда ұстауы керек. Сұраңыз: дақылдардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін бағдарламалық жасақтаманың қандай принциптері қолданылады? Қолмен жұмыс жасау, ұсыным жасау және автопилот режимін үнемі ауыстыра аламын ба?
- Деректерге иелік ету: Өсірушілер өздерінің деректерін иеленуі керек және «сатушының құлыптаудан» аулақ болу керек. Сұраңыз: Мен басқа жүйелерден деректерді оңай импорттай аламын ба? Мен сақтық көшірмесін жасай аламын және өзімнің деректерімді экспорттай аламын ба? Деректерге тікелей қол жеткізуге және теңшелетін интеграциялауға мүмкіндік беретін API бар ма? Қазір және болашақта әртүрлі жеткізушілердің бағдарламалық жасақтамасын және аппараттық құралдарын қолдана аламын ба?
AI және IoT өсірушілерге мүмкіндік бере алады
Шешімді ресурстар - су мен энергия, сондай-ақ уақыт, ақша және білікті жұмыс күші сирек кездесетін әлемде бұл ауыртпалықты жеңілдету үшін жаңа технологияларды іздеудің мәні бар. Жылыжайдың автономды шақыруынан білгеніміздей, өсірушілер жасанды интеллектуалды бағдарламалық жасақтама мен IOT жабдықтарын қолдана отырып, үлкен өнім мен ресурстарды пайдаланудың жоғары тиімділігіне қол жеткізе алады. Сонымен қатар, бұл технологиялар қарқынды дамып, жетілдірілуде.
Сайып келгенде, AI және IoT жылыжай өсірушілерге шынымен де жақсы шешім қабылдауға, аз нәрсемен көп жұмыс істеуге - әлемдегі азық-түлікті тұрақты өсіруге мүмкіндік бере алады.