Tekoälyalgoritmit tukevat puuviljelyä, istutusta ja kartoitusta maailmanlaajuisesti

Maalaisalan teknologiaan erikoistunut startup-yritys SeeTree on vastaanottanut äskettäin 3 miljoonan dollarin rahoituksen Orbia Venturesilta, mikä auttaa yritystä toteuttamaan tehtäväänsä digitoimalla viljeltyjä puita. Yritys edustaa kasvavaa trendiä, jossa tekoälyalgoritmeja käytetään puuviljelyn tukemiseen maailmanlaajuisesti.

Jotkut vuosittaisen maatalouden suurimmat ja menestyneimmät osat ovat puuviljely. Esimerkiksi pekaanipuut voivat tuottaa satoa lähes 150 vuoden ajan, kun taas omenapuutarha voi tuottaa satoa noin 50 vuoden ajan. Näiden satojen tuotto kuitenkin vaikuttaa sateen, maan eroosion, lämpötilan ja yleisen ympäristön muutoksiin. Kun puita altistetaan merkittävälle stressille, ne kuolevat.

Puuviljelijöiden on varmistettava puuviljelmien terveys ja ennustettava, miten ne reagoivat ympäristön muutoksiin. Puuviljelmien terveyden seuraaminen yksinkertaisen katselmuksen avulla voi olla erittäin vaikeaa, koska viljelijöiden on otettava huomioon monia muuttujia, kuten tautia ja ilmastonmuutosta, joiden vaikutukset voivat usein olla pitkäaikaisia ja hankalia mittaavia. Viljelijöiden vastatakseen näihin haasteisiin, he käyttävät teknologisia ratkaisuja, jotka mahdollistavat puuviljelmien terveyden analysoinnin ja tuotannon optimoinnin, mikä mahdollistaa vähemmän työvoimaa vaativat ja kustannustehokkaammat ratkaisut.

Forbesin mukaan SeeTree käyttää tekoälyalgoritmeja, jotka tukeutuvat droneihin, maanpäällisiin antureihin, data-analyytikkoihin ja agronomeihin, luodakseen täydellisemmän profiilin puun terveydestä. Startup-yritys tarjoaa tällä hetkellä digitoimis- ja seurantapalveluita sitrushedelle, hasselpähkinäpuille, manteli- ja avokadopuille sekä oliivipuille. Yritys aikoo laajentaa palveluitaan myös pistäsi- ja eukalyptuspuille.

SeeTreen perustajan Israel Talpazin mukaan data, jota heidän data-analyysityökalunsa ja tekoälymallinsa keräävät ja prosessoivat, on johtanut merkittävään laskuun alisuorittavien puiden määrässä, jotka ovat vähentyneet 50-85 prosenttia. Kyky määritellä, mitkä puut ovat stressaantuneita ja tarvitsevat tukea, kuten kastelua, tulee olemaan tärkeämpää tulevina vuosina ilmastonmuutoksen vaikutusten vuoksi. Kuten Talpaz selitti Forbesille:

“Ilmastonmuutos vaikuttaa puihin useilla tavoilla; kuuma ja äärimmäinen sää edellyttää erilaisia kasteluprotokollia ja infrastruktuuria, sekä suurempaa sopeutumiskykyä istutuksissa ja viljelmillä. Lisäksi näemme alueita, jotka olivat perinteisesti kasteluitta, kärsivät suuremmasta stressistä, koska puut eivät pysty selviämään ilman tietynlaisen kastelun apua.”

SeeTreen kehittämät tekoälyalgoritmit ovat vain yksi esimerkki siitä, miten tekoälyä käytetään puuviljelyn ja hoitamisen tukemiseen maailmanlaajuisesti. Sekä NASA että Google (GOOGL ) ovat kehittäneet äskettäin tekoälymalleja, joiden tarkoituksena on mittailla puun latvuston peittävyyttä maailmanlaajuisesti ilmakuvien perusteella.

Google on käynnistänyt aloitteen, jota kutsutaan Tree Canopy Labiksi. Alusta on tarkoitettu kaupunkisuunnittelijoiden käyttöön, jotta he voivat määritellä, mitkä alueet kaupungissa tarvitsevat enemmän puun latvustoa. Monilla kaupungeilla ei ole varaa tarkasti arvioida, missä puut ovat eniten tarpeen, mutta Tree Canopy Lab pyrkii antamaan kaupunkisuunnittelijoiden käyttöön muuttujia, kuten väestötiheyttä, olemassa olevaa puun peittävyyttä ja äärimmäisen lämmön haavoittuvuutta, jotta he voivat tehdä parempia päätöksiä siitä, minne puut istutetaan.

Tree Canopy Lab käyttää tietokoneen näkötekniikoita ja tekoälyalgoritmeja, jotka on koulutettu ilmakuvien perusteella, tuottaakseen karttoja, jotka näyttävät puun peittävyyden tiheyden. Labra mahdollistaa käyttäjien tunnistaa kaupungin osat, joissa voisi istuttaa suuren määrän puita, sekä määritellä, mitkä jalkakäytävät ovat alttiita erittäin korkeille lämpötiloille puun varjon puutteessa. Tree Canopy Lab on tällä hetkellä käytettävissä Los Angelesissa, ja Googlen mukaan työkalu on osoittanut, että yli puolet kaikista LA:n asukkaista asuvat alueilla, joilla on vähintään 10 prosentin puun peittävyys, ja noin 44 prosenttia asukkaista asuvat alueilla, joilla on äärimmäinen lämpövaara. Google aikoo tuoda työkalun satoihin kaupunkeihin seuraavan vuoden aikana.

NASA käyttää nyt korkearesoluutioisia ilmakuvia ja tekoälyä luodakseen tarkkoja karttoja maapallon puiden sijainnista, kehittäen uuden menetelmän puun kartoittamiseen, joka on onnistuneesti kartoittanut miljoonia aiemmin kartoittamattomia puita kuivissa ja puolikuivissa elinympäristöissä maailmanlaajuisesti.

NASA:n Goddard Space Flight Centerin tutkijat Marylandissa käyttivät koneoppimisalgoritmeja ja korkearesoluutioisia ilmakuvia luodakseen algoritmeja, jotka pystyvät kartoittamaan puun latvuston halkaisijan. Algoritmiä käytettiin kartoittamaan yli 1,8 miljardia puuta, jotka peittivät 1,3 miljoonaa neliökilometriä. Tutkimusryhmän käyttämät algoritmit käyttivät konvoluutio-neuroverkkoja, jotka suoritettiin Blue Waters -supertietokoneella Illinoisin yliopistossa, joka on yksi maan tehokkaimmista supertietokoneista.

NASA:n tutkimuksen johtajan Martin Brandtin mukaan koulutusdatan merkintäprosessi kesti yli vuoden. Vaikka koulutusdatan merkintä vaati paljon työtä, se oli silti paljon nopeampi prosessi kuin perinteiset kartoitusmenetelmät. Kun data oli merkitty, tutkimus kesti vain muutaman viikon, verrattuna vuosiin, jotka perinteiset analyysimenetelmät olisivat vaatineet.

Ekologit, luonnonsuojelijat ja päättäjät tarvitsevat tarkkoja tietoja puista alueilla, joissa heidän on osoitettava kiinnostusta. NASA:n mallin tarjoamat tiedot ovat hyödyllisiä määrittämään, miten ilmastonmuutos vaikuttaa puihin ja metsiin vuosien varrella. Lisäksi määrittäminen, miten puun tiheys ja koko vaihtelevat keskimääräisen sateen muutosten mukaan, antaa luonnonsuojelutoimille tärkeitä paikallisia tietoja.