本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“讀芯術(shù)”(ID：AI_Discovery)。

人工智能正在顛覆農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。這并不是夸大其詞，我們所熟知的農(nóng)業(yè)正在被重新定義。一聽到農(nóng)業(yè)，大部分人腦海里浮現(xiàn)的是這樣的場(chǎng)景：隔壁農(nóng)民老王穿著工作服開著他的拖拉機(jī)在廣袤的田地上突突地轉(zhuǎn)圈。但是，這種場(chǎng)景我們的孫子輩可能看不到了。

過去十年里，室內(nèi)種植技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)展，室內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景越加清晰可見，它正變得越來越受歡迎。之所以會(huì)產(chǎn)生在室內(nèi)進(jìn)行耕作這種想法，最主要的原因就是想要加強(qiáng)控制。

通過室內(nèi)農(nóng)業(yè)，農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境可以得到充分的掌握。只要有錢，任何因素都可以控制：光線、溫度、二氧化碳濃度、肥料、水、通風(fēng)等等。這種控制會(huì)帶來顯而易見的好處，比如農(nóng)作物產(chǎn)量提升、成熟速度加快、耗水量減少，凡此種種在一小塊土地上就都可以實(shí)現(xiàn)了。

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人工智能如何振興農(nóng)業(yè)?

人工智能通過利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用一系列方法優(yōu)化農(nóng)作物生長(zhǎng)，以此改良農(nóng)業(yè)。如前所述，室內(nèi)農(nóng)業(yè)可以通過監(jiān)測(cè)各種因素來掌控農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境。

舉個(gè)例子，Bowery Farming公司測(cè)量了一系列數(shù)據(jù)，包括“光譜、光周期(晝/夜循環(huán))、光照度、灌溉計(jì)劃、肥料、通風(fēng)、溫度、濕度以及二氧化碳濃度”。接著，他們通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，制定出合理的干預(yù)程序。

計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別出該盤芝麻菜植株上的健康問題。| 圖源：boweryfarming

以上圖片是Bowery公司的人工智能系統(tǒng)所捕捉到的情景。通過訓(xùn)練，該系統(tǒng)能夠通過葉子的顏色來檢測(cè)植物的健康狀況。一旦識(shí)別出問題(紅框框出)，就會(huì)立即開始應(yīng)對(duì)。

這里具體的問題是什么不是很清楚，但可以先假設(shè)問題在于缺乏光照。那么，人工智能就會(huì)增加這盤芝麻菜的光照時(shí)長(zhǎng)。請(qǐng)注意這里的說法，增加的是特定的某一盤作物的光照時(shí)長(zhǎng)。沒錯(cuò)，人工智能可以做到對(duì)每一株作物和每一托盤植株進(jìn)行個(gè)性化照料。

這真的太神奇了。實(shí)際上，我們可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)千種作物種植在同一片土地上，并且同時(shí)分別給予特殊照顧，使得每一種作物都能夠蓬勃生長(zhǎng)。

實(shí)現(xiàn)這樣的操作依靠的是人工智能的一個(gè)技術(shù)分支——機(jī)器學(xué)習(xí)。室內(nèi)農(nóng)業(yè)的大機(jī)器從每個(gè)種植周期中收集大量的測(cè)量數(shù)據(jù)。然后，機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從中學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)下一個(gè)生長(zhǎng)周期的最佳優(yōu)化。每一次種下一株植物時(shí)，一次生長(zhǎng)流程追蹤就開始了。

最終，這些記錄匯總成種植某種作物的一份“秘方”。這張秘方之后可以用于該種作物的種植，勾畫出合理的生長(zhǎng)軌跡，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的收成。

有了這些數(shù)據(jù)，我們不僅可以知道種植一株植物的用水量，還可以知道何時(shí)澆水合適。其他指標(biāo)也是同樣的道理。這些就夠讓人興奮，但它能做到的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些!

這些秘方會(huì)不斷進(jìn)行自我完善，以最高效的方式使每種作物達(dá)到最優(yōu)風(fēng)味。通過對(duì)生長(zhǎng)過程中的每一個(gè)因素做出細(xì)微的調(diào)整，從而找到最優(yōu)的生長(zhǎng)模式。甚至針對(duì)同一種作物的每一個(gè)托盤，其具體影響因子也可以調(diào)整。也就是說，生產(chǎn)一旦開始，成千上萬場(chǎng)提高產(chǎn)量的試驗(yàn)也就開始了。而最妙的地方是，這些實(shí)驗(yàn)不會(huì)帶來額外的生產(chǎn)成本。

最后，當(dāng)作物到了豐收的時(shí)候，完成所有種植并進(jìn)行科學(xué)測(cè)驗(yàn)的這套系統(tǒng)也會(huì)通知工作人員，告訴他們哪些托盤的作物應(yīng)該收割了。從種植到收割，人工智能改良了整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程。人工智能為室內(nèi)農(nóng)業(yè)提供了一套自動(dòng)化管理系統(tǒng)，有了這套系統(tǒng)，種植越多，了解就越深入。

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未來的影響

現(xiàn)在，人工智能對(duì)室內(nèi)農(nóng)業(yè)的影響在商業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域已經(jīng)顯現(xiàn)出來了。大部分室內(nèi)農(nóng)業(yè)公司的背后都有大型企業(yè)的支撐，比如亞馬遜和沃爾瑪。

為了實(shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)將食品送上門，這些公司需要配套的基礎(chǔ)設(shè)施。室內(nèi)農(nóng)業(yè)就提供了這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)耕作，并且在最短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略性選址，就可以打破運(yùn)輸帶來的瓶頸，同時(shí)提高產(chǎn)品新鮮度。

此外，消費(fèi)者對(duì)有機(jī)食物的需求是一個(gè)商機(jī)。室內(nèi)農(nóng)業(yè)就是有機(jī)的，生長(zhǎng)環(huán)境得到控制，也就不需要農(nóng)藥了。

一些公司正致力于將有機(jī)農(nóng)業(yè)帶到消費(fèi)者家中。Seedo就是這樣一家公司。他們有一種小型的設(shè)備，長(zhǎng)得像一個(gè)迷你冰箱，可以種植任何東西。這個(gè)設(shè)備帶有一個(gè)集成式應(yīng)用程序，只要輸入正在種植的作物類型，剩下的就都可以交給設(shè)備了。它會(huì)在可以收獲的時(shí)候發(fā)出提醒，也可以通過內(nèi)置攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物隨時(shí)隨地的監(jiān)測(cè)。

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圖源：unsplash

諸如此類的創(chuàng)新可能會(huì)就此改變我們的生活，人工智能和室內(nèi)農(nóng)業(yè)在解決糧食短缺問題乃至將糧食帶到發(fā)展中國(guó)家等方面起到至關(guān)重要的作用。盡管這些地區(qū)的限制主要在于能源消耗和基礎(chǔ)設(shè)施，但是低成本的溫室水培作業(yè)同樣可以解決問題，可以借助先進(jìn)人工智能預(yù)先安裝的樹莓派(raspberry pi，RPi)。

布雷特·布萊恩說：“農(nóng)業(yè)是希望之業(yè)。”這句話原本的含義是在形容傳統(tǒng)的種植過程中，種下種子企盼一年好收成的情形。筆者認(rèn)為，人工智能和室內(nèi)農(nóng)業(yè)也可以被視為希望之業(yè)。農(nóng)業(yè)與技術(shù)的新結(jié)合讓我感到滿懷希望，希望有一天每個(gè)人都能獲得穩(wěn)定持續(xù)的食物來源。