由于人工智能的进步,受控环境农业中的草莓生产即将发生变革。
作为全球最受欢迎的水果之一,草莓给商业种植者带来了独特的挑战。其中最重要的是能够持续产生足够高的产量以实现盈利。
造成这一挑战的主要原因包括:
- 草莓价格的波动使种植者很难预测盈利能力。
- 劳动力短缺,尤其是收割劳动力短缺,可能会影响产量和盈利能力。
- 温度、湿度或光照的不一致会降低产量。
- 病虫害管理可能既昂贵又耗时。
- 草莓必须在新鲜时到达市场。
- 生产需要大量资源。
包括草莓种植者在内的新鲜农产品行业都在努力预测保质期。据荷兰科技公司 OneThird 称,零售商常常因为不得不丢弃包括草莓在内的水果和蔬菜而损失 10-40% 的利润。
这会导致经济损失并产生巨大的环境成本,例如过量的淡水消耗和二氧化碳排放。
水果采摘机的短缺导致人们对农作物采摘机器人等自动化解决方案越来越感兴趣。例如,Organifarms 开发的草莓采摘机器人,名为 BERRY,使用图像识别软件来确定哪些水果可以采摘。
BERRY 可以评估每个草莓的成熟度、大小、形状和缺陷的存在。除了采摘草莓之外,机器人还会将它们放入容器中。集成的平衡系统可确保每一个都正确填充。
人工智能在克服草莓生长挑战中的作用
人工智能继续帮助重塑受控环境中的草莓生产。台湾研究人员利用人工智能优化白草莓的生长条件,使损失率从 70% 下降到 20%。这显示了人工智能在提高作物产量和可持续性方面的潜力。
中国的竞赛也突显了人工智能的有效性,初创公司与经验丰富的农民进行正面交锋,展示改善草莓生长的能力。
一个例子是2020年多多智慧农业大赛。该赛事由拼多多和中国农业大学主办,与联合国粮食及农业组织合作举办。产量、口味和成本效益是主要关注点。
与传统方法相比,人工智能团队的草莓产量增长率高出 175%。这是通过利用人工智能算法控制增长来实现的,展示了人工智能对效率和生产力的影响。
此次竞争还凸显了草莓提前进入市场的潜力,这可能会带来价格优势。
中国草莓种植的这些发展凸显了人工智能在农业现代化中的作用。它们提供了种植者可以适应的见解和策略,以提高粮食产量和可持续性。
除了生长条件外,优化气候和植物根区对于草莓高产优质生产也至关重要。根区管理包括水分含量、溶解氧、养分浓度和温度等因素。
圭尔夫大学环境园艺学教授郑友斌博士解释说,受控环境植物生产中的几乎所有作物饲养都是基于人类投入,例如管理气候和根区的经验和可用时间。因此,在集约化受控环境生产系统中,气候和根区往往远未达到优化。
“人工智能可用于自动控制气候系统和灌溉施肥,对上、中、下游数据进行精确管理。”郑说。 “浆果温室中传感器阵列的实时数据可以将人工智能直观地集成到温室操作中,帮助种植者做出更符合逻辑、针对具体地点和基于数据的作物管理决策。”
当然,由于受控环境草莓生产仍然是一个新兴领域,人工智能在该领域的应用同样是新的。为了让人工智能发挥作用,收集数据对于未来的应用至关重要。
例如,郑指出需要科学数据来预防草莓尖端烧伤等情况。这是特别需要的,因为问题不会立即出现。相反,它会因环境条件而随着时间的推移而发展。
“如果没有数据,人工智能就无法先发制人地避免这些有害条件,从而影响植物健康和产量,”郑补充道。
俄亥俄州立大学园艺与作物科学系教授、俄亥俄州受控环境农业中心主任 Chieri Kubota 博士同意,种植者需要更多数据才能将人工智能完全融入草莓生产中。
“受控环境下草莓生长发育的数据和知识仍然有限,因此人工智能的应用也受到限制,”她说。
除了数据之外,她还指出需要更多的生理知识,特别是植物对环境条件的反应。
根据久保田的观察,需要注意的一个方面是草莓对光和温度等环境变量的反应的知识差距。由于作物的敏感性,这些因素至关重要。
特别是,不同的草莓品种表现出不同的开花反应,其中光照和温度是显着的影响因素。 Hort Americas 的技术服务专家兼顾问 MS Karla Garcia 表示,这种响应的针对性非常重要,因为温室草莓生产是一个相对较新的关注领域。
“大多数草莓品种都根据其在田间条件下的表现进行了研究和分类,”她说。 “因此,迫切需要针对具体品种进行研究,以了解并有效管理受控环境中的每种类型。”
目前,久保田在俄勒冈州立大学的团队正在与人工智能驱动农业领域的关键参与者 Koidra 合作,探索优化植物生长的创新方法。他们的重点包括了解植物对各种环境因素的反应,并将这些知识整合到人工智能算法中。
此次合作旨在弥合当前农业实践与先进人工智能应用之间的差距,为更高效和可持续的生产铺平道路。
Koidra 在本土创新挑战中的作用
Koidra 还寻求通过本土创新挑战赛在草莓生产方面取得重大进展。该挑战旨在延长加拿大浆果的生长季节,解决该国对进口新鲜农产品的依赖并加强粮食安全。
Koidra 的项目“全年浆果生产的自主控制环境系统”是与加拿大农业和农业食品部的郑友斌博士和郝秀明博士合作完成的。
Koidra 首席执行官 Kenneth Tran 表示:“利用先进的人工智能技术,我们的目标不仅仅是提高产量。” “我们希望在之前项目的成功基础上进一步确定受控环境农业的可能性。通过草莓,我们正在努力提高效率、可持续性和盈利能力。”
Koidra 的人工智能解决方案细化和优化温室的环境参数,例如温度和二氧化碳水平,确保理想的生长条件。这增加了产量,同时也提高了资源效率,使种植过程更加可持续。
该公司之前在黄瓜和生菜自主温室挑战中取得的成功,取得了创纪录的产量和可持续性评级,这证明了其技术对草莓种植的潜在影响。
人工智能在草莓生产中的未来
将人工智能融入草莓种植是迈向可持续浆果种植的一步。这也代表着农业未来的飞跃。
本土创新挑战强调了加拿大农业教育和合作的必要性,为全球农业实践树立了先例。这一举措体现了技术创新者和种植者在塑造食品生产未来方面的关键作用。
人工智能为草莓种植者面临的挑战提供了一个有前途的解决方案,特别是在受控环境农业中。通过本土创新挑战等举措以及 Koidra 等公司的开创性工作,草莓行业预计将取得重大进步。
随着人工智能的不断发展,其在农业中的作用必将扩大,为种植者提供新的机会,并为更加可持续和高效的粮食生产系统做出贡献。
资料来源:Urbanagnews.com
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关于 Koidra 公司
科伊德拉公司 是一家自主控制公司,其软件可帮助种植者提高产量、减少资源并促进可持续农业。该软件支持人工智能副驾驶技术,可与所有现有气候计算机无缝集成。
Koidra 在久负盛名的赛事中连续获胜 自主温室挑战(AGC) 由荷兰瓦赫宁根大学和研究中心开发。该公司通过人工智能解决方案实现了无与伦比的产量,超越了经验丰富的种植者。
Koidra 已获得受人尊敬的机构的资助,其中包括 USDA,因其创新工作。通过集成人工智能、机器学习、物联网和专家见解,该公司开发了先进且强大的工具。这些工具使种植者和制造商能够实现生产和可持续发展目标,同时最大限度地降低成本。