人工智能可以帮助农民只浇灌缺水的植物

酿酒师有一个巧妙的、虽然不寻常的技巧，可以酿造出味道更浓郁的葡萄酒——不要给葡萄树​​浇水。在收获前让葡萄树干枯，这样葡萄会结出更小的葡萄，皮更多，汁更少。更小的葡萄酿造出的葡萄酒颜色更深，味道更复杂。

加利福尼亚州纳帕谷的 Trinchero Family Estates 想要确保葡萄的浇水量恰到好处，因此他们与 Ceres Imaging 合作绘制了葡萄园地图。Ceres 使用固定翼飞机拍摄葡萄园的彩色、热成像和红外图像，并使用人工智能分析这些图像，以查看葡萄酒生产商是否浇水过多。

事实证明，在葡萄园的部分地区，Trinchero 确实存在问题。他们的葡萄酒专家发现，浇水过多的地区生产的葡萄味道也略差。该公司现在使用成像技术来确保浇水不会过多或过少，并查找灌溉系统中的漏洞。

这项技术代表了农业的前沿。Ceres、Prospera、Farmers Edge 和 Climate Corporation 等高科技公司正在使用人工智能帮助农民决定何时种植、浇水、喷药和收割作物。随着气候变化加剧中西部的暴雨和加剧加州的干旱，这项技术还可以帮助种植者应对更加恶劣和多变的天气。

Prospera 首席执行官 Daniel Koppel 表示：“尽管每株植物的保水能力各不相同，但如今的灌溉方式为田地里的所有植物提供相同量的水。此外，植物所需的水量取决于植物的年龄和大小，以及植物上是否结出果实或仅开出花朵等。”

例如，公司可以使用热成像来查看农作物是否获得足够的水分。缺水的农作物往往比其他农作物更热一些。这是因为，正常情况下，植物会通过叶子下侧的微小孔隙释放一部分从根部吸收的水分。当这些水分蒸发时，植物会降温，就像人类出汗会降温一样。然而，缺水的植物会关闭这些孔隙以避免水分流失，这会让它们的温度稍微升高一些。如果农民能够准确地确定哪些植物缺水，他们只需要灌溉这些作物，这有助于他们节约用水，而随着气候变化加剧干旱时间更长、更严重，缺水将变得更加困难。

公司正在收集安装在洒水系统、无人机、飞机和卫星上的摄像头拍摄的图像，并使用计算机分析这些图像，以确定哪些作物被毛虫围攻、被杂草包围或被真菌覆盖。然后，计算机会告诉种植者对这些植物（且只对这些植物）喷洒杀虫剂、除草剂或杀菌剂。

这有助于种植者减少用水量和化学品，从而节省资金并保持农场健康。例如，减少杀虫剂的使用有助于保护蜜蜂，蜜蜂是许多农作物授粉所必需的。减少使用合成肥料可以减少污染。农场的肥料往往会进入水道，最终进入海洋，对海洋生物造成毁灭性打击。科佩尔说，Prospera 的技术使温室种植者减少了 30% 的肥料和水用量。

最难的部分是让计算机判断农作物何时生病、受伤或缺水。因此，各公司开发了能够学习解读图像的系统，随着时间的推移，系统变得越来越智能。这些系统还将从图像中收集的信息与温度、降雨量、土壤质量和其他变量的数据结合起来，以确定何时以及向农作物喷洒多少水。

这算人工智能吗？“如果你问这个问题，我们这边有三个计算机科学博士在场，你可能一两天都走不了，”Koppel 说。他认为 Prospera 的系统符合人工智能的条件，因为它可以不断自我学习。“你使用机器根据图像不断了解现场情况，”他说。“此外，机器还可以综合数据来做出决策。”

科佩尔认为，人工智能将引领下一次伟大的农业革命。之前的技术进步——灌溉、机械化、合成肥料、基因工程——使人类能够用更少的劳动种植更多的粮食。他说，人工智能将使种植者通过消除农业中的猜测而提高效率。

“通常，农民要么根据直觉（而非数据）做出决定，要么摸着地面，”他说。但科佩尔说，与其依靠直觉，不如用计算机分析农场每一寸土地的图像。这些计算机可以根据从世界各地农场收集的数据提出建议——墨西哥的种植者可能会从以色列农场收集的数据中受益。

科佩尔说，计算机可以填补农民的盲点，农民就像容易犯错的医生一样。“我真的不喜欢去看医生，”他说。“我宁愿拥有一台没有偏见的机器。你知道，一个医生可能看过几千人，而机器看过几亿人。医生不会记得他在大学里学过的所有东西，而机器却无所不知。”

未来，我们可以看到机器人可以判断草莓何时成熟，然后小心翼翼地从草莓上摘下草莓，机器人可以找到杂草并喷洒农药，机器可以决定何时喂奶牛以及喂多少奶牛。然而，尽管人工智能为农场带来了巨大的希望，但它也可能带来巨大的破坏，尤其是在许多农民回归更传统的种植方式的时候。

“有些农民可能不愿意转型，要么缺乏在以技术为中心的系统中蓬勃发展的技能，要么缺乏动力，”东英吉利大学环境地理学家戴维·罗斯 (David Rose) 表示，他曾撰写过有关农业未来的文章。“有些农民可能认为人工智能的使用与他们的生活方式不相容，他们更愿意利用自己的经验知识并与土地紧密联系在一起。”

他说，自动机器人可能会威胁工人和动物的安全，也可能让很多人失业。过度依赖人工智能还可能切断农民与土地的联系。这就是约翰迪尔广告中描绘的未来，罗斯称其“令人不寒而栗”。

“我并不是说我们不应该在农业技术中采用人工智能。它确实有潜力改善决策，帮助我们处理数据，提高喷洒效率，自动化手工或繁重的工作，吸引更年轻、技术含量更高的工人进入该行业，并提高盈利能力。但几乎没有人谈论农场人工智能的社会和道德影响，”他说。

“当人工智能在农场得到广泛应用时，世界会是什么样子？与现在有什么不同？”他问道。“我们如何照顾技术革命的潜在失败者和赢家？我认为，如果我们开始思考这些问题，并接受在民主国家，技术发展轨迹应该接受挑战，那么这是一件好事。”

Jeremy Deaton 为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻通讯社。您可以通过 @deaton_jeremy 关注他。

更正：本文之前的版本错误地指出 Ceres 最初是一家无人机公司，而不是使用固定翼飞机。此消息现已更正。