AI無人機在大型農場除草中減少化學物使用 - 彭博社

Precision AI的新視覺系統於2023年3月28日在亞利桑那州馬里科帕進行了首次試飛。

攝影師：Rebecca Noble，彭博綠色在過去的三年裏，特里·艾伯哈特（Terry Aberhart）一直在加拿大薩斯喀徹温省的農場上空看着細長的固定翼無人機在天空中飛行，測試一種可能成為除草未來的技術。

配備了人工智能系統的無人機由當地初創公司 Precision AI設計，旨在發現、識別和消滅雜草，而無需將整個作物浸泡在化學物質中。

“我已經在第一批機器的名單上，一旦它們推出，我就會購買，”可持續農業愛好者艾伯哈特説。“當前的技術旨在實現最大覆蓋範圍，並覆蓋田地中的所有東西。”

機組成員馬克·里昂（Mark Lyon）、羅恩·格拉迪（Ron Graddy）和丹尼爾·彼得斯（Daniel Peters）將一架無人機降落。Precision AI還在研發一款完全自主的噴灑無人機，可以自主起飛、飛行和降落。目前的法規要求其無人機任務必須由人類操作員監督。攝影師：Rebecca Noble，彭博綠色[本項目得到了 Outrider Foundation的支持。](https://outrider.org/?utm_source=bloomberg&utm_campaign=bloomberg+fellowship+credit)幾十年來，像玉米和小麥這樣的大面積作物一直被噴灑的拖拉機處理，這些拖拉機會在廣闊的農田上移動，從伸展在作物上方的長臂中釋放除草劑的瀑布，以消滅通常是微小且分散的雜草。

除了環境損失外，傳統的噴灑一切方法也導致了鉅額的財務浪費。僅在2022年，Aberhart就花費了近100萬加元（745,000美元）用於保護比曼哈頓還大的一片草原上生長的小麥、油菜和豆類作物。他説：“即使我們平均能節省50%，也是巨大的節省。”

人工智能以96%的準確率識別雜草，只噴灑到預定的目標上

以可持續的方式對抗雜草的問題比以往任何時候都更加緊迫。科學家表示，全球變暖 加劇了 一些競爭作物養分的雜草的生長，威脅着 食品安全。但農民噴灑的每一滴除草劑都伴隨着環境成本， 污染土壤， 污染飲用水，並導致 生物多樣性 的災難性喪失。

彼得檢查了無人機試飛的風速。Precision提供按需噴灑服務。它還向希望更好控制作物管理的農民出售無人機，然後按使用量收取AI操作軟件的費用。攝影師：Rebecca Noble for Bloomberg Green一項2020年的研究發現，長期接觸除草劑——包括那些獲得監管機構批准的——對水蚤構成威脅，水蚤對水生態系統至關重要。全球食品生產商面臨越來越大的壓力，要求重新思考密集農業實踐；來自195個國家的領導人去年簽署了一項具有里程碑意義的聯合國支持協議，承諾到2030年至少保護和恢復地球30%的陸地和水域。

Precision AI是少數幾家利用先進技術解決農業化學品過度使用問題的公司之一。該公司由連續創業者丹尼爾·麥肯於2017年創立，利用1.5萬種植物物種的圖像來訓練計算機算法，區分主要作物（如玉米、小麥和大豆）和不需要的雜草。 無人機的攝像頭可以“看到”比半粒芝麻大的任何物體，其人工智能可以以96%的準確率識別雜草，並僅噴灑到預定目標。

“我們必須更加智能地種植食物”

精準AI表示，與傳統方法相比，其方法可以將除草劑的使用量減少多達90%。這家初創公司是《彭博新能源財經》2023年先鋒獎的十幾位獲獎者之一，該獎旨在突出早期氣候科技創新者的具有改變遊戲規則潛力。

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精準的無人機每次飛行可以攜帶五美國加侖的液體（近20升），每小時可以覆蓋大約80英畝（0.3平方公里）。當無人機在地面上方4到6英尺（1.2到1.8米）飛行時，其人工智能系統會實時做出決策，並僅在需要時施用除草劑。

麥肯説：“我們不能繼續按照過去的方式做事情。我們必須更加智能地種植食物。”

一架無人機進行飛行前檢查。根據諮詢公司Business Research Co.的數據，全球除草劑市場預計將從去年的340億美元擴大到2027年的570億美元。精準計劃首先在北美開始，美國立法者已經批准了由持牌操作員使用的農業噴灑無人機。攝影師：彭博綠色的麗貝卡·諾布爾利用機器人技術和計算機技術來輔助農業生產並非一個新概念；早在上世紀80年代，佛羅里達大學的研究人員就探討了機器人採摘橙子的可能性。但是，隨着人工智能的最新技術進步，加上勞動力短缺日益加劇以及消費者對道德和生態生產食品需求的增長，創新加速發展。

“在農業領域，有很多新的發展和努力致力於使用自動化機器人解決方案，” 華盛頓州立大學農業工程專家馬諾吉·卡爾基説。“我們比以往任何時候都更接近開始利用這些技術。”

精準農業——一個涵蓋從人工智能除草機到智能傳感器控制灌溉系統的總稱——預計從去年的85億美元業務增長到2030年的156億美元，根據市場研究公司Markets and Markets的數據。為了分得一杯羹，以色列初創公司Greeneye Technology幫助將主流噴霧器升級為能夠識別和瞄準個別雜草的智能噴霧器。博世巴斯夫智能農業，這是歐洲兩大企業的合資企業，提出了類似的解決方案。

格拉迪檢查一架無人機的螺旋槳。Precision計劃明年商業化其服務。與傳統的噴灑拖拉機不同，後者會碾壓一切並壓實土壤，而無人機將最小化附帶損害。攝影師：Rebecca Noble for Bloomberg GreenPrecision AI專注於從空中進行除草，同時考慮到了額外的好處。與傳統的噴灑拖拉機和高科技地面機器人不同，這些機器會踩踏一切並壓實土壤，而無人機則最大程度地減少了附帶損害。

• 閲讀更多： 12家氣候科技創新公司正在打造零淨排放世界這反過來可能使農民能夠在同樣的土地上生產更多——這對於一個到2050年需要至少增加50%食物來維持不斷增長的人口的世界來説是個好消息，根據2019年的一項研究。

目前，Precision AI的無人機在人類飛行員的監督下運行。但麥肯（McCann）表示，他的公司準備推出一款完全自主的噴灑無人機，只要監管機構批准，它就可以自主起飛、飛行和降落。

這家初創公司計劃明年推出其按需噴灑服務，讓農民根據需要預訂——與消費者預訂Uber的方式並無不同。它還將向希望更多控制自己作物管理的農民出售噴灑無人機，並按照按需付費的方式收取其AI操作軟件的費用。

Peters調整無人機控制系統。Precision的算法經過訓練，能夠識別和避開一些世界上最重要的作物，包括玉米、大豆和小麥。攝影師：彭博綠色（Bloomberg Green）的Rebecca Noble這種商業潛力已經吸引了投資者，包括At One Ventures和BDC Capital，他們已經向該公司注資超過2000萬美元的風險投資。Precision AI也是今年早些時候被位於伊利諾伊州莫林（Moline）的迪爾（Deere）公司選中的八家初創公司之一，迪爾公司是世界上收入最高的農業機械製造商之一，他們將合作探索未來的農業技術。

然而，並非所有人都相信未來的農業將由飛行機器人統治。亞利桑那大學的副教授馬克·西門斯（Mark Siemens）表示，農業無人機製造商仍然需要證明他們的技術，尤其是在規模上。

還有監管障礙的問題。Precision AI首先瞄準北美，那裏的大面積農業很常見。但加拿大尚未批准商業無人機除草。在美國，Precision AI計劃明年在那裏首次商業亮相，立法者已經批准持牌操作員使用農業噴灑無人機，但他們制定了一份長長的清單。“法律框架仍然相當具有挑戰性，” 華盛頓州立大學的Karkee表示。

此外，包括Precision AI在內的農業無人機製造商可能會受到那些他們想要幫助的人的冷落。

Precision AI的一架無人機飛越亞利桑那州馬里科帕的一片貧瘠的農田。這家初創公司表示，它的無人機可以“看到任何東西，從地面4英尺到6英尺的高度，甚至可以看到半粒芝麻那麼小的東西。”攝影師：Rebecca Noble，彭博綠色來自薩斯喀徹温省的農民Aberhart表示，農業社區要從主導行業數十年的覆蓋式噴灑實踐轉變，需要“一種思維和心態上的巨大轉變”。第一批轉變者將承擔很大風險。畢竟，如果除草管理失敗，可能會毀掉一個季節。

但Aberhart認為，這種轉變只是時間問題，而不是是否問題。“農民噴灑會花費金錢。那麼，如果我們不必這樣做，為什麼要花更多的錢呢？”

與Outrider Foundation合作製作的視覺媒體。