AI无人机在大型农场除草中减少化学物使用 - 彭博社

Precision AI的新视觉系统于2023年3月28日在亚利桑那州马里科帕进行了首次试飞。

摄影师：Rebecca Noble，彭博绿色在过去的三年里，特里·艾伯哈特（Terry Aberhart）一直在加拿大萨斯喀彻温省的农场上空看着细长的固定翼无人机在天空中飞行，测试一种可能成为除草未来的技术。

配备了人工智能系统的无人机由当地初创公司 Precision AI设计，旨在发现、识别和消灭杂草，而无需将整个作物浸泡在化学物质中。

“我已经在第一批机器的名单上，一旦它们推出，我就会购买，”可持续农业爱好者艾伯哈特说。“当前的技术旨在实现最大覆盖范围，并覆盖田地中的所有东西。”

机组成员马克·里昂（Mark Lyon）、罗恩·格拉迪（Ron Graddy）和丹尼尔·彼得斯（Daniel Peters）将一架无人机降落。Precision AI还在研发一款完全自主的喷洒无人机，可以自主起飞、飞行和降落。目前的法规要求其无人机任务必须由人类操作员监督。摄影师：Rebecca Noble，彭博绿色[本项目得到了 Outrider Foundation的支持。](https://outrider.org/?utm_source=bloomberg&utm_campaign=bloomberg+fellowship+credit)几十年来，像玉米和小麦这样的大面积作物一直被喷洒的拖拉机处理，这些拖拉机会在广阔的农田上移动，从伸展在作物上方的长臂中释放除草剂的瀑布，以消灭通常是微小且分散的杂草。

除了环境损失外，传统的喷洒一切方法也导致了巨额的财务浪费。仅在2022年，Aberhart就花费了近100万加元（745,000美元）用于保护比曼哈顿还大的一片草原上生长的小麦、油菜和豆类作物。他说：“即使我们平均能节省50%，也是巨大的节省。”

人工智能以96%的准确率识别杂草，只喷洒到预定的目标上

以可持续的方式对抗杂草的问题比以往任何时候都更加紧迫。科学家表示，全球变暖 加剧了 一些竞争作物养分的杂草的生长，威胁着 食品安全。但农民喷洒的每一滴除草剂都伴随着环境成本， 污染土壤， 污染饮用水，并导致 生物多样性 的灾难性丧失。

彼得检查了无人机试飞的风速。Precision提供按需喷洒服务。它还向希望更好控制作物管理的农民出售无人机，然后按使用量收取AI操作软件的费用。摄影师：Rebecca Noble for Bloomberg Green一项2020年的研究发现，长期接触除草剂——包括那些获得监管机构批准的——对水蚤构成威胁，水蚤对水生态系统至关重要。全球食品生产商面临越来越大的压力，要求重新思考密集农业实践；来自195个国家的领导人去年签署了一项具有里程碑意义的联合国支持协议，承诺到2030年至少保护和恢复地球30%的陆地和水域。

Precision AI是少数几家利用先进技术解决农业化学品过度使用问题的公司之一。该公司由连续创业者丹尼尔·麦肯于2017年创立，利用1.5万种植物物种的图像来训练计算机算法，区分主要作物（如玉米、小麦和大豆）和不需要的杂草。 无人机的摄像头可以“看到”比半粒芝麻大的任何物体，其人工智能可以以96%的准确率识别杂草，并仅喷洒到预定目标。

“我们必须更加智能地种植食物”

精准AI表示，与传统方法相比，其方法可以将除草剂的使用量减少多达90%。这家初创公司是《彭博新能源财经》2023年先锋奖的十几位获奖者之一，该奖旨在突出早期气候科技创新者的具有改变游戏规则潜力。

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精准的无人机每次飞行可以携带五美国加仑的液体（近20升），每小时可以覆盖大约80英亩（0.3平方公里）。当无人机在地面上方4到6英尺（1.2到1.8米）飞行时，其人工智能系统会实时做出决策，并仅在需要时施用除草剂。

麦肯说：“我们不能继续按照过去的方式做事情。我们必须更加智能地种植食物。”

一架无人机进行飞行前检查。根据咨询公司Business Research Co.的数据，全球除草剂市场预计将从去年的340亿美元扩大到2027年的570亿美元。精准计划首先在北美开始，美国立法者已经批准了由持牌操作员使用的农业喷洒无人机。摄影师：彭博绿色的丽贝卡·诺布尔利用机器人技术和计算机技术来辅助农业生产并非一个新概念；早在上世纪80年代，佛罗里达大学的研究人员就探讨了机器人采摘橙子的可能性。但是，随着人工智能的最新技术进步，加上劳动力短缺日益加剧以及消费者对道德和生态生产食品需求的增长，创新加速发展。

“在农业领域，有很多新的发展和努力致力于使用自动化机器人解决方案，” 华盛顿州立大学农业工程专家马诺吉·卡尔基说。“我们比以往任何时候都更接近开始利用这些技术。”

精准农业——一个涵盖从人工智能除草机到智能传感器控制灌溉系统的总称——预计从去年的85亿美元业务增长到2030年的156亿美元，根据市场研究公司Markets and Markets的数据。为了分得一杯羹，以色列初创公司Greeneye Technology帮助将主流喷雾器升级为能够识别和瞄准个别杂草的智能喷雾器。博世巴斯夫智能农业，这是欧洲两大企业的合资企业，提出了类似的解决方案。

格拉迪检查一架无人机的螺旋桨。Precision计划明年商业化其服务。与传统的喷洒拖拉机不同，后者会碾压一切并压实土壤，而无人机将最小化附带损害。摄影师：Rebecca Noble for Bloomberg GreenPrecision AI专注于从空中进行除草，同时考虑到了额外的好处。与传统的喷洒拖拉机和高科技地面机器人不同，这些机器会踩踏一切并压实土壤，而无人机则最大程度地减少了附带损害。

• 阅读更多： 12家气候科技创新公司正在打造零净排放世界这反过来可能使农民能够在同样的土地上生产更多——这对于一个到2050年需要至少增加50%食物来维持不断增长的人口的世界来说是个好消息，根据2019年的一项研究。

目前，Precision AI的无人机在人类飞行员的监督下运行。但麦肯（McCann）表示，他的公司准备推出一款完全自主的喷洒无人机，只要监管机构批准，它就可以自主起飞、飞行和降落。

这家初创公司计划明年推出其按需喷洒服务，让农民根据需要预订——与消费者预订Uber的方式并无不同。它还将向希望更多控制自己作物管理的农民出售喷洒无人机，并按照按需付费的方式收取其AI操作软件的费用。

Peters调整无人机控制系统。Precision的算法经过训练，能够识别和避开一些世界上最重要的作物，包括玉米、大豆和小麦。摄影师：彭博绿色（Bloomberg Green）的Rebecca Noble这种商业潜力已经吸引了投资者，包括At One Ventures和BDC Capital，他们已经向该公司注资超过2000万美元的风险投资。Precision AI也是今年早些时候被位于伊利诺伊州莫林（Moline）的迪尔（Deere）公司选中的八家初创公司之一，迪尔公司是世界上收入最高的农业机械制造商之一，他们将合作探索未来的农业技术。

然而，并非所有人都相信未来的农业将由飞行机器人统治。亚利桑那大学的副教授马克·西门斯（Mark Siemens）表示，农业无人机制造商仍然需要证明他们的技术，尤其是在规模上。

还有监管障碍的问题。Precision AI首先瞄准北美，那里的大面积农业很常见。但加拿大尚未批准商业无人机除草。在美国，Precision AI计划明年在那里首次商业亮相，立法者已经批准持牌操作员使用农业喷洒无人机，但他们制定了一份长长的清单。“法律框架仍然相当具有挑战性，” 华盛顿州立大学的Karkee表示。

此外，包括Precision AI在内的农业无人机制造商可能会受到那些他们想要帮助的人的冷落。

Precision AI的一架无人机飞越亚利桑那州马里科帕的一片贫瘠的农田。这家初创公司表示，它的无人机可以“看到任何东西，从地面4英尺到6英尺的高度，甚至可以看到半粒芝麻那么小的东西。”摄影师：Rebecca Noble，彭博绿色来自萨斯喀彻温省的农民Aberhart表示，农业社区要从主导行业数十年的覆盖式喷洒实践转变，需要“一种思维和心态上的巨大转变”。第一批转变者将承担很大风险。毕竟，如果除草管理失败，可能会毁掉一个季节。

但Aberhart认为，这种转变只是时间问题，而不是是否问题。“农民喷洒会花费金钱。那么，如果我们不必这样做，为什么要花更多的钱呢？”

与Outrider Foundation合作制作的视觉媒体。