Algoritmii AI ajută la susținerea operațiunilor de împădurire, plantare și cartare a copacilor din întreaga lume

O companie de tehnologie agricolă, SeeTree, a primit recent 3 milioane de dolari în finanțare de la Orbia Ventures, ceea ce ajută compania să-și îndeplinească misiunea de a digitaliza copacii cultivați. Compania reprezintă o tendință în creștere de a utiliza algoritmi AI pentru a sprijini creșterea copacilor din întreaga lume.

Unele dintre cele mai mari și mai de succes sectoare ale agriculturii perene sunt culturile de copaci. De exemplu, copacii de pecan pot produce recoltă timp de aproape 150 de ani, în timp ce o livadă de mere poate produce o recoltă timp de aproximativ 50 de ani. Cu toate acestea, aceste recolte sunt afectate de fluctuațiile de precipitații, eroziunea solului, temperatura și mediul înconjurător. Când copacii sunt supuși unor stresuri semnificative, ei mor.

Pentru a asigura sănătatea culturilor de copaci, fermierii trebuie să monitorizeze starea de sănătate a copacilor individuali și să prevadă cum aceștia ar putea răspunde la schimbările din mediu. Monitorizarea stării de sănătate a copacilor prin simpla supraveghere poate fi incredibil de dificilă, deoarece fermierii trebuie să ia în considerare multe variabile, cum ar fi bolile și schimbările climatice, ale căror efecte pot fi adesea întârziate și greu de cuantificat. Pentru a răspunde la aceste provocări, fermierii se întorc spre soluții tehnologice care le permit să analizeze starea de sănătate a culturilor de copaci și să optimizeze producția, permițând soluții mai puțin laborioase și mai rentabile.

Conform unui raport din Forbes, SeeTree utilizează algoritmi AI susținuți de drone, senzori de sol, oameni de știință și agronomi pentru a crea un profil mai complet al stării de sănătate a unui copac. Compania oferă în prezent servicii de digitalizare și monitorizare pentru fermierii de citrice, alune, migdale, avocado și măsline. Compania își propune să-și extindă serviciile și pentru fermierii de pistași, palme și eucalipt.

Așa cum a explicat co-fondatorul SeeTree, Israel Talpaz, datele colectate și procesate de instrumentele de știință a datelor și modelele AI au dus la o scădere semnificativă a copacilor subperformanți, reducându-i cu 50-85%. Capacitatea de a determina care copaci sunt sub stres și au nevoie de sprijin, cum ar fi irigarea, va deveni mai importantă în anii următori din cauza efectelor schimbărilor climatice. Așa cum a explicat Talpaz prin Forbes:

„Schimbările climatice își pun amprenta asupra copacilor în mai multe aspecte; vremea mai caldă și mai extremă necesită protocoale de irigare diferite și infrastructură, precum și niveluri mai ridicate de adaptabilitate pe livadă și fermă. De asemenea, vedem zone care erau tradițional neirigate suferind niveluri mai ridicate de stres, deoarece copacii nu pot face față fără ajutorul unor sisteme de irigare specifice.”

Algoritmii AI dezvoltați de SeeTree sunt doar un exemplu de modul în care AI-ul este utilizat pentru a gestiona plantarea și întreținerea copacilor din întreaga lume. Atât NASA, cât și Google (GOOGL ) au dezvoltat recent modele AI menite să cuantifice acoperirea coroanei copacilor din întreaga lume, pe baza imaginilor aeriene.

Google a lansat o inițiativă numită Tree Canopy Lab. Platforma este destinată planificatorilor urbani, ajutându-i să determine care regiuni ale unui oraș au nevoie de mai multă acoperire a coroanei copacilor. Multe orașe nu au bugetul necesar pentru a evalua cu exactitate unde sunt necesari copacii, dar Tree Canopy Lab își propune să permită planificatorilor să utilizeze variabile cum ar fi densitatea populației, acoperirea existentă a copacilor și vulnerabilitatea la căldură extremă pentru a lua decizii mai bune cu privire la unde să planteze copacii.

Tree Canopy Lab utilizează tehnici de vedere computerizată și algoritmi AI antrenați pe imagini aeriene ale copacilor pentru a produce hărți care afișează densitatea acoperirii copacilor. Laboratorul permite utilizatorilor să identifice blocuri urbane unde pot fi plantați mulți copaci, precum și să determine care trotuare sunt vulnerabile la temperaturi extreme din cauza lipsei de umbră. Tree Canopy Lab este disponibil în prezent pentru utilizare în Los Angeles, iar conform Google, instrumentul a descoperit că peste jumătate dintre toți locuitorii din LA trăiesc în zone cu mai puțin de 10% acoperire a coroanei copacilor, iar aproximativ 44% dintre toți locuitorii trăiesc în zone cu risc extrem de căldură. Google plănuiește să aducă instrumentul în sute de orașe în următorul an.

NASA utilizează în prezent imagini aeriene de înaltă rezoluție și inteligență artificială pentru a crea hărți foarte precise ale copacilor de pe Pământ, pionierând o nouă metodă de cartare a copacilor care a catalogat cu succes milioane de copaci necartografiati anterior în biotopuri aride și semiaride din întreaga lume.

Cercetătorii de la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Maryland au utilizat algoritmi de învățare automată și imagini aeriene de înaltă rezoluție pentru a crea algoritmi capabili să cartografieze diametrul coroanei unui copac. Algoritmul a fost utilizat pentru a cartografia peste 1,8 miliarde de copaci răspândiți pe 1.300.000 de kilometri pătrați / 500.000 de mile pătrate. Algoritmii utilizați de echipa de cercetare au utilizat rețele neuronale convoluționale rule pe Blue Waters de la Universitatea din Illinois, unul dintre cele mai puternice supercalculatoare din țară.

Conform lui Martin Brandt, autorul principal al studiului și profesor asistent la Universitatea din Copenhaga, procesul de etichetare a datelor de antrenare a durat peste un an. În ciuda efortului necesar pentru etichetarea datelor de antrenare, a fost totuși un proces mult mai rapid decât utilizarea metodelor tradiționale de cartare. După ce datele au fost etichetate, studiul a durat doar câteva săptămâni, comparativ cu anii care ar fi fost necesari pentru a cartografia copacii utilizând metodele analitice tradiționale.

Cercetătorii ecologici, conservatorii și factorii de decizie politică au nevoie de numărări precise ale copacilor din zonele de interes. Datele furnizate de modelul NASA vor fi utile pentru a determina cum schimbările climatice afectează copacii și regiunile împădurite de-a lungul anilor. În plus, determinarea modului în care densitatea și dimensiunea copacilor variază în conformitate cu schimbările în precipitațiile medii va furniza eforturilor de conservare date importante pe teren.