Алгоритми штучного інтелекту допомагають підтримувати лісове господарство, посадку та картографування операцій по всьому світу

Стартап агротехнологій SeeTree недавно отримав 3 мільйони доларів фінансування від Orbia Ventures, що допоможе компанії виконати свою місію з цифровізації лісових господарств. Компанія представляє зростаючу тенденцію використання алгоритмів штучного інтелекту для підтримки росту дерев по всьому світу.

Деякі з найбільших і найбільш успішних розділів багаторічної сільського господарства – це лісові культури. Наприклад, горіхи可以 давати врожай майже 150 років, а яблуневий сад – близько 50 років. Однак ці врожаї залежать від коливань опадів, ерозії ґрунту, температури та загальної навколишньої середи. Коли дерева піддаються великому стресу, вони вмирають.

Для забезпечення здоров’я лісових культур лісові господарі повинні контролювати здоров’я окремих дерев і передбачати, як вони можуть реагувати на зміни в навколишній середі. Контроль за здоров’ям дерев через просте спостереження може бути дуже складним, оскільки господарям потрібно враховувати багато змінних, таких як захворювання та зміна клімату, наслідки яких часто можуть бути тривалими і важкими для кількісної оцінки. Для того щоб відповісти на ці виклики, лісові господарі звертаються до технологічних рішень, які дозволяють їм аналізувати здоров’я лісових культур і оптимізувати виробництво, що дозволяє зменшити кількість ручної праці і зробити виробництво більш економічним.

За даними Forbes, SeeTree використовує алгоритми штучного інтелекту, підтримувані дронами, наземними датчиками, вченими-даними і агрономами, для створення більш повного профілю здоров’я дерева. Стартап зараз надає послуги з цифровізації і моніторингу для господарів цитрусових, фундуків, мигдалю, авокадо і оливкових дерев. Стартап планує розширити свої послуги для господарів фісташок, пальм і евкаліптових дерев.

Як пояснив співзасновник SeeTree Ізраїль Тальпаз, дані, зібрані і оброблені їхніми інструментами даних і моделями штучного інтелекту, призвели до суттєвого зменшення кількості дерев, які не дають належного врожаю, зменшивши їх на 50-85%. Можливість визначення, які дерева піддаються стресу і потребують підтримки, наприклад, зрошення, стане ще більш важливою в майбутньому через вплив зміни клімату. Як Тальпаз пояснив у інтерв’ю Forbes:

«Зміна клімату негативно впливає на дерева з кількох сторін; спекотна і більш екстремальна погода вимагає інших протоколів зрошення і інфраструктури, а також вищого рівня адаптивності на кожному гаї і фермі. Крім того, ми бачимо області, які традиційно не зрошувалися, але тепер переживають більший стрес, оскільки дерева не можуть впоратися без допомоги спеціального зрошення».

Алгоритми штучного інтелекту, розроблені SeeTree, – це лише один приклад того, як штучний інтелект використовується для управління посадкою і утриманням дерев по всьому світу. NASA і Google (GOOGL ) недавно розробили моделі штучного інтелекту, призначені для кількісної оцінки покриття дерев по всьому світу на основі аерофотознімків.

Google запустила ініціативу під назвою Tree Canopy Lab. Платформа призначена для використання міськими планувальниками, щоб вони могли визначити, які райони міста потребують більшого покриття дерев. Багато міст не мають бюджету для точної оцінки, де дерева найбільш потрібні, але Tree Canopy Lab має на меті дозволити міським планувальникам використовувати змінні, такі як густота населення, наявне покриття дерев і вразливість до екстремальної спеки, щоб приймати кращі рішення про те, де садити дерева.

Tree Canopy Lab використовує техніки комп’ютерного бачення і алгоритми штучного інтелекту, навчені на аерофотознімках дерев, для створення карт, які відображають густоту покриття дерев. Лабораторія дозволяє користувачам визначити міські квартали, де можна посадити велику кількість дерев, а також визначити, які тротуари вразливі до екстремальної спеки через відсутність тіні. Tree Canopy Lab зараз доступна для використання в Лос-Анджелесі, і, згідно з даними Google, інструмент виявив, що понад половина всіх жителів Лос-Анджелеса живуть в районах з менше 10% покриття дерев, а близько 44% жителів живуть в районах з високим ризиком спеки. Google планує розширити інструмент на сотні інших міст протягом наступного року.

NASA зараз використовує високороздільчі аерофотознімки і штучний інтелект для створення високоточних карт дерев по всьому світу, відкриваючи новий метод картографування дерев, який успішно каталогізував мільйони раніше некартографованих дерев в аридних і напіваридних біомах по всьому світу.

Дослідники з Центру космічних польотів імені Ґоддарда в Меріленді використовували алгоритми машинного навчання і високороздільчі аерофотознімки для створення алгоритмів, здатних картографувати діаметр крони дерева. Алгоритм був використаний для картографування понад 1,8 мільярда дерев на площі 1 300 000 квадратних кілометрів/500 000 квадратних миль. Алгоритми, використані дослідницькою командою, використовували卷ячні нейронні мережі, запущені на суперкомп’ютері Blue Waters в Університеті Іллінойсу, одному з найпотужніших суперкомп’ютерів країни.

За словами Мартина Брандта, головного автора дослідження і асистента професора Університету Копенгагена, процес маркування навчальних даних зайняв понад рік. Незважаючи на зусилля, витрачені на маркування навчальних даних, це все одно був більш швидкий процес, ніж використання традиційних методів картографування. Після того, як дані були помічені, дослідження зайняло лише кілька тижнів, у порівнянні з роками, які могли б зайняти традиційні методи аналізу.

Екологічні дослідники, природоохоронці і політики повинні мати точні дані про кількість дерев в областях інтересу. Дані, надані моделлю NASA, будуть корисними для визначення того, як зміна клімату впливає на дерева і лісові масиви протягом років. Крім того, визначення того, як густота і розмір дерев змінюються залежно від змін середньої кількості опадів, надасть важливі дані для природоохоронних зусиль.