Lưu ý của biên tập viên: Hội nghị TẦM NHÌN 2022 sẽ có sự khám phá mở rộng về nơi mà sự đổi mới đang thúc đẩy sự thay đổi nhanh chóng, bao gồm các xu hướng về cây trồng đặc sản có giá trị cao, các chương trình hấp thụ carbon và bền vững cũng như các hệ thống sản xuất công nghệ cao được kiểm soát trong môi trường. Một chủ đề mới nổi trên chương trình nghị sự là dữ liệu trực quan. Dưới đây là cái nhìn bên trong về cách các cảm biến thị giác và thị giác máy tính sẽ đóng vai trò quan trọng như thế nào để giúp toàn bộ ngành công nghiệp đáp ứng nhu cầu thực phẩm của dân số toàn cầu ngày càng tăng.
Thị giác máy tính đã trải qua một thời kỳ bùng nổ thực sự. Thông tin chi tiết thu thập thông qua dữ liệu từ máy bay không người lái, vệ tinh và máy bay thu thập dữ liệu từ bầu trời. Các cảm biến gắn trên thiết bị có thể đo những thay đổi về đặc điểm thực vật hoặc các thông số đất bằng cảm biến phản xạ quang học. Cảm biến LiDAR hiện có thể đo cấu trúc của thực vật ở dạng 3D.
Ngoài việc giúp các nhà nông học về dữ liệu, thị giác máy tính còn là cốt lõi để cho phép các máy móc tự hành trên thực địa, giúp máy móc phản ứng với các tình huống trên thực địa hoặc thậm chí phát hiện chướng ngại vật. Công nghệ thậm chí còn cho phép chúng tôi phản ứng với vị trí siêu chính xác dữ liệu từ hình ảnh vệ tinh, có thể mang lại chi tiết từng centimet. Với tất cả công nghệ này, liệu nhãn cầu của con người có cần thiết không?
Một khi các camera, cảm biến và vệ tinh này được triển khai trên quy mô lớn trên các cánh đồng và nhà kính, chúng sẽ cung cấp phạm vi giám sát 100% suốt ngày đêm. Khi điều này xảy ra, nông học từ xa và nói chung là nông nghiệp từ xa có thể trở thành hiện thực. Khi các máy móc và rô bốt tự động đảm nhận ngày càng nhiều vai trò, nhu cầu về một lực lượng lao động lớn có thể không còn cần thiết nữa. Mặc dù ngày nay hầu hết trái cây và rau quả được hái và đóng gói bằng tay, một báo cáo từ S&P Global dự báo rằng đến năm 2025, các hệ thống nhận thức và thuật toán hái sẽ cho phép các khía cạnh thu hoạch tự động trong nông nghiệp có môi trường được kiểm soát (CEA).
Sự bùng nổ về tầm nhìn máy tính không chỉ liên quan đến nông nghiệp. Trên thực tế, là lĩnh vực trưởng thành nhất trong AI hiện đại, nó đang thâm nhập vào mọi lĩnh vực của nền kinh tế. Cơ hội mà việc tự động hóa khả năng trực quan mang lại cơ hội thị trường vô tận cho mọi lĩnh vực. Là con người, thị giác là giác quan phát triển nhất của chúng ta - là giác quan mà chúng ta sử dụng nhiều nhất để nhận thức thế giới xung quanh. Giáo sư Quang học Y tế David Williams giải thích rằng “Hơn 50% vỏ não, bề mặt của não, được dành để xử lý thông tin thị giác.”
Không phải ngẫu nhiên mà phần não của con người chịu trách nhiệm phân tích thông tin thị giác là phần lớn nhất từ các giác quan khác. Mạng nơ-ron nhân tạo là một phần thiết yếu của học máy và là xương sống của các công nghệ hình ảnh hiện đại. Theo lời của Giáo sư Williams, “Hiểu được cách thức hoạt động của thị giác có thể là chìa khóa để hiểu toàn bộ bộ não hoạt động như thế nào”.
Công nghệ trực quan đã và đang thúc đẩy sự phát triển trong lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp sẽ thay đổi cách thế giới phát triển, sản xuất, vận chuyển và tiêu thụ thực phẩm. Thị giác máy tính được cho là lĩnh vực công nghệ tiên tiến nhất khi nói đến AI. Dữ liệu hình ảnh vô cùng phong phú chưa từng có này có thể được khai thác và xử lý thông qua máy học, sau đó được cung cấp lại cho người trồng thực phẩm hoặc các máy tự động như trục tưới tiêu. Ngay cả sau khi thu hoạch, thị giác máy tính cung cấp công nghệ đã được sử dụng cho các nhiệm vụ quan trọng chính như quá trình phân loại và phân loại trái cây và rau quả, một nhiệm vụ mà khi được thực hiện bởi con người là không nhất quán, tốn thời gian, thay đổi và tốn kém.
Tác động của công nghệ này là rất lớn. Cảm biến thị giác và thị giác máy tính sẽ rất quan trọng để giúp toàn bộ ngành công nghiệp đáp ứng nhu cầu thực phẩm của dân số toàn cầu ngày càng tăng. Dữ liệu của Ngân hàng Thế giới cho thấy đến năm 2025, phần lớn lĩnh vực nông nghiệp và thực phẩm sẽ bị ảnh hưởng sâu sắc bởi việc áp dụng các công nghệ trực quan, chẳng hạn như nhận dạng hình ảnh, máy ảnh, robot, v.v. Không có gì ngạc nhiên khi thị giác máy tính và công nghệ AI là trung tâm của một làn sóng khởi nghiệp công nghệ đầy hứa hẹn trên nhiều ngành dọc bao gồm bán lẻ, xây dựng, bảo hiểm, an ninh và nông nghiệp.
Cải thiện các quy trình hiện có như một điểm khởi đầu để bắt đầu một cuộc cách mạng
Có rất nhiều công nghệ trực quan có sẵn cho người trồng thực phẩm. Điều này bao gồm bất kỳ thiết bị hoặc công cụ nào thu thập, phân tích, lọc, hiển thị hoặc phân phối dữ liệu trực quan. Các hệ thống này được thiết kế để tận dụng thị giác máy tính, máy học hoặc trí tuệ nhân tạo để hiểu tất cả dữ liệu trực quan và cung cấp thông tin chi tiết có thể hành động hoặc hành động tự động dựa trên chúng.
Mới đây báo cáo từ LDV Capital trên Visual Technologies nêu bật một số xu hướng chính đối mặt với tương lai sẽ bắt nguồn từ việc áp dụng công nghệ trực quan của những người trồng thực phẩm trong vòng XNUMX năm tới. Điều thú vị nhất ở đây là chúng chủ yếu nhấn mạnh vào việc cải tiến và áp dụng các công nghệ hiện có. Nó sẽ không phải là một cuộc cách mạng mà là một sự tiến hóa ngày càng tăng khi công nghệ hình ảnh trở thành xu hướng chủ đạo. Ví dụ: báo cáo chỉ ra các thuật toán máy học sử dụng máy bay không người lái, máy bay và hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao hơn và phạm vi quang phổ lớn hơn, cho phép tiếp tục nghiên cứu nông học từ xa. Ngoài ra, khi tốc độ xử lý tăng lên, cảm biến được gắn trên thiết bị sẽ cho phép các quyết định ở cấp độ nhà máy như phun cỏ dại chính xác và đặt hạt giống.
Mọi quy trình hiện tại có thể được tự động hóa và quản lý từ xa không?
Với rất nhiều “đôi mắt” giám sát và đánh giá thực vật 24/7 và công nghệ trực quan bao phủ toàn bộ cánh đồng hoặc nhà kính, liệu canh tác và nông học có thể được quản lý từ xa trong tương lai gần không? Từ kinh nghiệm với khách hàng của chúng tôi, tôi biết rằng nhiều người trồng thực phẩm đã cần phải thực hiện ít chuyến đi đến thực địa hơn nhiều nhờ vào thông tin chi tiết hoặc hình ảnh do máy móc chụp và giao cho họ. Hơn nữa, khả năng giải quyết các vấn đề như dịch hại được nhắm mục tiêu và chính xác hơn. Thay vì thực hiện kiểm tra tại chỗ thông thường, các thiết bị này có thể giám sát 100% cây trồng của họ, 100% thời gian.
Mặc dù thị giác máy tính là một bước đột phá lớn sẽ xác định lại cách thức trồng và chế biến thực phẩm, nhưng đó không phải là dấu chấm hết. Các công nghệ bổ sung khác là cần thiết để cho phép chúng ta nhìn thấy dưới lá và dưới đất, những công nghệ này cũng rất quan trọng để có được bức tranh đầy đủ. Ví dụ, theo dõi và phân tích hệ vi sinh vật thông qua các cảm biến chuyên dụng để đo lường sự phong phú, đa dạng và quần cư của vi sinh vật trong các cơ quan thực vật trên và dưới mặt đất.
Việc thu thập, tích hợp và hiểu rõ tất cả dữ liệu này sẽ là một thách thức quan trọng để khai thác sức mạnh của hệ thống công nghệ đang phát triển mà những người trồng thực phẩm sẽ dựa vào. Những người trồng thực phẩm luôn dựa vào hàng trăm tín hiệu từ thực địa, nhưng những công cụ và nền tảng mới nổi này có nghĩa là họ sẽ cần phải điều chỉnh những hiểu biết sâu sắc từ một số nguồn ngày càng tăng. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một hệ thống thống nhất mang lại bức tranh đầy đủ, rõ ràng cần thiết để đưa ra các quyết định nông học cấp cao tốt hơn.
