如何借助AI、机器学习和云计算来养活世界?

过去百余年来,世界人口持续增长,但农业的生产耕作方式基本保持不变,也就是说,在其他条件没多大变化的情况下,我们需要养活越来越多的人。在这一背景下,气候变化对农业发展及其可持续养活世界的能力提出了巨大挑战。

根据世界银行的数据,全球70%的淡水用于农业,干旱和热浪继续威胁着农作物,这也是在减轻农业生产对环境影响的同时要养活世界的挑战所在。全球农化企业巨头先正达集团的信息技术研发主管托马斯·荣格认为,应对这一挑战的答案是“再生农业”。

再生农业所涉及的操作和创新技术包括应用免耕或少耕、时间和空间上的作物多样化、精准使用农业投入品等,以恢复和促进土壤健康,保护农田生态系统和水资源,降低农业生产的碳排放,在解决全球粮食安全和气候变化问题的同时,提高农业生产力与种植者的经济效益。

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这其中,土壤是农业的关键基础,就像清洁的水和清洁的空气一样重要。再生农业的关键是通过改善土壤的健康状况,在生产更多粮食的同时,尽可能减少对环境的影响(包括对水资源的耗用以及二氧化碳排放等)。再生农业致力于寻求解决方案帮助农作物保持健康,让农作物对气候变化引起的干旱和热浪具有更强的耐受性,同时减少农业用水。

要帮助农民们给世界种植出更多健康的食物可以有很多方法,除了激发农作物自身的潜力之外,还可以通过在传统的作物保护、合成和生物保护等方面进行大量创新。应该看到,尽管目前的农业技术已经非常先进,但仍有较大比例的人工成分。

在荣格看来,人类需要超越传统农业,突破那些已经采用了100年甚至更长时间的耕作技术和方式,这就是一场正在进行中的农业革命,而AI、机器学习等先进技术将在其中发挥决定性作用。

荣格介绍道,尽管农民对自己的作物和田地有着宝贵的知识,但人工智能和机器学习工具可以帮助他们更详细地编目、完善算法,并为解决方案提出建议。随着更多的数据被收集,算法不断改进以创造新的创新,我们将会更了解我们的行星生态系统。在未来三年内,诸如土壤再生、跨学科的可持续农业等突破是可以实现的。

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在接受《麻省理工科技评论》作者劳蕾尔·鲁玛的采访时,荣格介绍道,人工智能、机器学习、云计算等先进信息技术将在眼下这场农业革命中发挥巨大的作用。

以云计算为例。首先,云计算带来了前所未有的敏捷性,包括探索、尝试新事物、启动服务器、启动服务、尝试新算法或将千兆字节的图像瞬间放在某个地方的敏捷性。

其次,云计算具备很好的可拓展性。随着数字社会的发展,我们搜集到的和处理的数据量之大是我们无法预测的。虽然我们可以知道下一个目的地是哪,但却无法预测两年后所要处理的数据量。而云计算则提供了足够的灵活性,可以准确地满足多样化的科学需求,可以在一天内或几小时内对需求做出响应。

这些先进技术,将为数据型科学家、实用型科学家以及作物种植者们提供帮助。比如云计算可以将大规模数据汇集在一起,成为数据型科学家们的创新型工具。而实用型科学家们在现场测试产品、照看农作物,或者是在实验室里进行生物、化学研究,可以把他们实地观测到的数据与云上数据结合起来形成闭环。而田间的种植者们,则可以借助技术工具,来规划田间作业,包括具体的种植时间点、研发合适的种子、了解田间情况等,以实现更科学高效的粮食生产。

事实上,全球大量人口正在面临着粮食危机、缺水等问题。除了前文所讲述的“再生农业”实践之外,更多的农业增产以及应对气候变化等相关技术也成为了科学研究和产业应用重点。

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比如无人机的使用正在成为智慧农业的标配。农业无人机拥有较强的负载能力和抗风性能,可以帮助实现不同的作业过程,包括药液喷洒、固体肥料播撒、种子精量播种等环节,不仅提高了作业效率,也降低了各方面成本。又比如“精确编辑植物基因”技术,通过编辑基因以开发农作物抗病、提高产量、耐除草剂等性状。

过去20余年来,《麻省理工科技评论》持续关注资源与能源领域先进技术的发展应用,先后将多项相关的技术收录到“全球十大突破性技术”榜单,包括2014年入选的“农用无人机”,2015年的“超高效光合作用”,水资源开发方面的“大规模海水淡化”等。

参考资料:

1.https://www.technologyreview.com/2022/11/16/1063268/feeding-the-world-by-ai-machine-learning-and-the-cloud/

2.https://static.nfapp.southcn.com/content/202006/20/c3670448.html

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AIGC爆火,人工智能可能取代人类吗?

2022-12-27 19:27:30

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2022年前三季度辽宁省各城市GDP排名出炉:大连排名第一,再创新高,阜新垫底

2022-12-27 19:34:22

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