Точне землеробство та застосування штучного інтелекту у сільському господарстві
Точне землеробство — це сучасний підхід, що використовує інструменти та технології, такі як GPS і датчики, для моніторингу, вимірювання та реагування на зміни у полі в реальному часі. Впровадження штучного інтелекту у цю сферу дозволяє автоматизувати та підвищити точність виконання аграрних завдань, зокрема, допомагає фермерам застосовувати пестициди лише там і тоді, коли вони справді потрібні, що сприяє зниженню витрат і підвищенню врожайності.
Що таке точне землеробство?
- Використовує інструменти та технології, такі як GPS і датчики, для моніторингу, вимірювання та реагування на зміни у полі в реальному часі.
- Застосовує штучний інтелект для виконання завдань, наприклад, допомагає фермерам застосовувати пестициди лише там і тоді, коли вони справді потрібні.
Точне землеробство, Потенціал і обмеження
Хоча технології точного землеробства мають великий потенціал, їх широке впровадження у багатьох сільських районах США залишається обмеженим через недостатню інфраструктуру, фінансування та технічну підтримку.
Дослідження у сфері розумних громад та екологічного здоров’я
Наш дослідницький проект
В рамках дослідження застосування штучного інтелекту та пестицидів у сільськогосподарській громаді штату Джорджія команда з Georgia Southern University, міста Millen, за підтримки University of Georgia Cooperative Extension, місцевих шкіл та компанії FarmSense вивчає нові підходи до сталого розвитку аграрного сектору.
Мета проекту
Основна ціль — тестування сенсорів на базі штучного інтелекту для оптимізації використання пестицидів у вирощуванні бавовнику. Це важливий внесок у розвиток сільського господарства штату Джорджія, який є одним із провідних виробників цієї культури в США.
Значення для економіки
У 2024 році бавовник приніс майже 1 мільярд доларів у економіку штату. Лише 13% фермерів штату використовують практики точного землеробства, що відкриває потенціал для подальшого зростання та підвищення ефективності.
Точне землеробство, Партнерство державних, приватних та академічних структур
Важливість інновацій
Інновації стимулюють економічне зростання, але доступ до них часто обмежений для малих і сільських громад через брак фінансування, партнерств і технічних ресурсів. Застосування штучного інтелекту у таких громадах може суттєво підвищити їхню конкурентоспроможність та сприяти сталому розвитку.
Роль штучного інтелекту
За даними McKinsey 2023 року, 75% економічного впливу генеративного AI зосереджено у сферах обслуговування клієнтів, маркетингу, розробки програмного забезпечення та досліджень. Застосування AI для інфраструктури, харчових систем, безпеки та охорони здоров’я залишається недостатньо дослідженим, але має великий потенціал для розвитку.
Потенціал малих і сільських громад
Малі та сільські громади мають багатий потенціал через наявність локальних інституцій, таких як малі бізнеси, громадські організації та школи. Цей потенціал можна використовувати для створення AI-застосунків, що виходять за межі традиційних корпоративних сфер, сприяючи економічному та соціальному розвитку.
Точне землеробство, Партнерство для інновацій
Коаліція під назвою Partnership for Innovation підтримує 220 проектів у штатах Джорджія, Південна Кароліна, Кентуккі, Теннессі, Вірджинія, Техас і Алабама. Вона сприяє розвитку місцевих ініціатив, від боротьби з енергетичною бідністю до покращення безпеки річок.
Програма підтримки
Програма надає початкове фінансування та технічну підтримку для дослідницьких команд у громадах. Вона зосереджена на розвитку громадського штучного інтелекту, зокрема, AI, що підтримує місцеві громади та уряди.
Вивчення шкідників та пестицидів у бавовнику
Місце дослідження
Дженкінс Каунті, штат Джорджія, з населенням близько 8700 мешканців, входить до топ-25 районів за вирощуванням бавовнику в штаті. У 2024 році в штаті було посіяно близько 1,1 мільйона акрів цієї культури. За даними перепису 2022 року, Дженкінс Каунті посів 173-тє місце з 765 у рейтингу виробників бавовнику в США.
Умови для сільського господарства
Родючі ґрунти, субтропічний та помірний клімат, багаті природні ресурси сприяють розвитку аграрної галузі. Водночас ці умови сприяють появі шкідників і хвороб, що ускладнює боротьбу з ними.
Основні проблеми фермерів
Фермери стикаються з інвазією комах, таких як запахи, бавовняні борошняні червці, кукурудзяні вушні червці, плямисті рослинні клопи та тля. Вони використовують багато пестицидів, але без точних даних застосовують їх більше, ніж потрібно, що загрожує здоров’ю мешканців і збільшує витрати.
Поточні методи боротьби
Існують інструменти для інтегрованого управління шкідниками, наприклад, додаток Georgia Cotton Insect Advisor. Однак вони не широко застосовуються і обмежені певними видами шкідників. Традиційні методи, такі як ручне обстеження та липкі пастки, є трудомісткими і затратними, особливо в спекотну погоду.
Інноваційний підхід до боротьби з шкідниками
Наш проект
Проект поєднує методи раннього виявлення шкідників на базі AI з існуючими практиками управління шкідниками та додатком Insect Advisor. Мета — значно покращити виявлення шкідників, знизити рівень експозиції пестицидів і зменшити їх використання на фермах у Дженкінс Каунті.
Методи дослідження
Обрано вісім великих полів бавовнику, оброблюваних місцевими фермерами у Millen. Чотири активні та чотири контрольні ділянки для збору екологічних зразків перед посівом і застосуванням пестицидів.
Технологія FlightSensor
Використовує систему моніторингу шкідників на базі AI від FarmSense. Оснащена інфрачервоними датчиками, що проектують невидиме інфрачервоне світло через тунель. Сенсор визначає вид шкідника за унікальним вібраційним сигналом крил.
Переваги системи
Надання інформації про поширеність шкідників, що дозволяє фермерам коригувати частоту обприскування пестицидами. Забезпечує альтернативу ручному обстеженню та знижує використання хімії.
Що ми дізналися
Основні висновки
- Прогнозування шкідників — AI допомагає точно визначити місця ймовірних спалахів шкідників до їх появи, що дозволяє економити ресурси.
- Покращення прийняття рішень — сенсори ефективно моніторять популяції шкідників, а дані допомагають фермерам реагувати на зміни.
- Розвиток місцевих кадрів — навчання студентів і фермерів AI-засобам підвищує цифрову грамотність і готує до інновацій у сільському господарстві.
Плани на майбутнє
Створення моделі для сільських громад
Ми прагнемо створити модель застосування AI для раннього виявлення шкідників у сільських громадах, що дозволить зменшити використання пестицидів, знизити шкідливі залишки у ґрунті та повітрі, а також підтримати сталий розвиток аграрного сектору.
Важливість громадських AI-застосунків
Заохочення застосування AI, орієнтованого на реальні потреби громад, демонструє, що інновації не обов’язково мають бути урбаністичними або корпоративними. За допомогою партнерств навіть невеликі міста можуть використовувати інноваційні технології для економічного та соціального розвитку.
Ця стаття перепублікована з The Conversation — некомерційного медіа, яке використовує академічний і дослідницький контент.
Можливість стежити за новинами у більш стислому форматі в Facebook або Telegram повернутися на головну сторінку