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識農總監竇文祥:人工智能在農業上的應用

農世界網     2019-09-07 來源:農世界網

識農總監竇文祥

農世界網9月5日現場報道,“Wagri 2019廣州世界農業博覽會”(中文簡稱:世農會)在當天上午9點成功召開,深圳識農智能科技有限公司(以下簡稱“識農”)受邀參加此次世農會,并在現場設有展位。

在上午的智慧農業技術應用論壇分享環節中,識農總監竇文祥發表了“人工智能在農業上的應用”的主題演講。

演講全文如下(由農世界網整理,內容有刪減):

今天來給大家匯報一下,我們識農在做這個工作。

今天大家匯報的工作主要是兩個內容,一個是大家都知道人工智能。那什么是人工智能?再一個是人工智能在農業上我們是怎么應用的。

提到人工智能,可能大家都知道不得不提的兩個事情。一個就是在16年有一個叫Alpha Go的人工智能,它以4:1的成績戰勝了李世石。當時大家覺得我們人類還有點尊嚴是吧,畢竟還是贏了一場。但是過了一年,它就以3:0的成績橫掃我們人類。

大家都覺得Alpha Go太厲害了,有沒有什么比AlphaGo還要厲害的呢?僅僅過了大概五個多月六個月的時候,然后Alpha Go的家族又出現了新的人工智能,它叫Alpha Zero。大家都說Alpha Zero要比AlphaGo還要強一個版本,那強在哪里呢?主要是因為Alpha Go還是在人類棋譜的基礎上進行學習,這個是什么意思呢?就說Alpha Go是學習我們現有的人類棋譜,把整個棋譜學習完之后,然后你再跟它下棋的時候,他就把以前的棋譜調出來跟你對弈。

還有一點就是Alpha Zero它是不需要人來啟動,這什么意思呢?就是說你只需要交給它下棋的規則就好了。比如說下象棋的時候,大家都知道馬走日象走田,這樣的話,Alpha Zero它只需要學會這些規則,然后它可以自己跟自己來下象棋,這樣的話就不斷地積累它的棋譜數據。

再一個Alpha Go它是選擇不同的勝算的版本,然后不斷的就是你每走一步它要更新一個版本。但是Alpha Zero也有,它只是可以去更新一個神經的網絡,所以它效率會更高。再一個Alpha Go它是通過改變棋盤的方向學習,但是這個是什么意思呢?大家都知道Alpha Go更多的是用來下圍棋,但是Alpha Zero它可以下將棋,可以下國際象棋,所以說Alpha Zero更通用一些。

識農產品方案

Alpha Go和Alpha Zero都是人工智能的代表,到現在我們對人工智能有各種不同的定義,我這里就截取了國際人工智能協會他們的一個定義,他們認為人工智能是使用計算機和機器人來模擬人的學習、思規劃、并且做推理決策的能力,然后使機器人具有或者是超越人類智能的行為。

人工智能可能大家覺得這個行業現在比較火比較新,其實人工智能在很早的時候就已經提出來了。在1956年在美國的達特茅斯學院,當時有計算機這個行業的其他專家,他們當時提出了一個概念,叫“人工智能”的概念。當時是第一次提出來,因為當時的算力還有一些算法不是很完善,所以說當時的人工智能沒有表現出特別厲害、特別明顯地方。

但是隨著一些算力也隨著一些算法不斷的提升,這個是到了16年剛才前面開頭講的Alpha Go、Alpha Zero,頓時讓大家對人工智能有了另一個認識,所以說現在很多人在提人工智能的元年、時代。

人工智能要在農業的應用,現在已經應用得比較成熟了。我們知道法國的葡萄機器人,大家都知道法國的葡萄酒各個品牌都比較好,其實它們在葡萄這個行業里面有大量的科技含量在里面,其中一個就是葡萄機器人。這個機器人就整天在葡萄園里面走來走去的,然后它可以監測土壤的環境、溫濕度、可以對土壤的肥力情況進行監測,指導后面的施肥;同時它還可以進行簡單的一些修剪,比如說葡萄的嫩枝、嫩稍。

葡萄園里的機器人(圖片來源于網絡

剛所說的人工智能的產品或者說在農業上應用的這些東西,都需要很多的大量AI硬件來做支撐。那有沒有說我們能用普通的手機,普通的農戶、普通老百姓也能用的產品呢?

在這個方面國家也提出了相應的口號和政策。比如說在2018年的時候,李克強總理就提出來說:怎么把手機變成農戶的新工具,我們識農就是響應國家的號召,叫做怎么把手機變成農戶的新農具。我們所做的工作就是用手機來識別病蟲草害,叫做:手機掃一掃就能識別病蟲草。

我們識農在做什么?我們現在的第一個版本,我們主要是針對柑橘的識別,還有雜草的識別?,F在我們柑橘的識別,我們能識別200種柑橘的病蟲害。雜草我們能識別一千種的農田雜草。

我們現在可以實現秒速的識別,我們識別出來之后,我們還要給農戶推薦相應的管理方案、種植方案、農技方案,讓他更好的服務他的種植。

在座的都是農業同行,他們有一些說我們比較復雜的病蟲害,我們看不出來,這種情況怎么辦?我們還有人工干預的環節,就是說你可以提交更多的資料給到識農,通過專家給你做進一步的解答。

剛才我們說了我們能做這個工作,我們是怎么做的呢?我這里要給大家講一個圖片可視化技術。這里給大家講一個“維”概念,什么叫“維”?我們說的“一維”、“二維”、“三維”、“四維”或者“六維”、“八維”,空間的“維”我們都很清楚,但是我們的手機現在拍的都是數碼照片,那數碼照片它的“維數”是什么樣的?

我們就以這張圖片為例,它是RGB模式的一張圖片,它是2048×1536,我們手機每張數碼圖片都是由像素來構成的。長乘寬,就是2048×1536,色彩是由三原色構。,然后這是剛才是長乘寬,我們再通過另外一個角度,后面或者前面,再通過三原色的方向來描繪,這樣的話這一張數碼圖片的維度就是2048×1536再乘以三,那這個維度就太大了對計算機來說,它處理的時候就需要很大的算力。

這個時候我們怎么辦?我們就要進行一種降維的技術,因為維度越高,對計算機的要求越高。我們就采用降維的方式來處理。我們的算法工程師通過不同的降維的方式,我們發現通過LDA進行降維處理之后,我們把圖片都可以分析得很清楚。

大家也可以看到這些,剛才上面這些都是雜亂無章地混雜在里面的,是沒有辦法分清楚每一個種類。但是我們通過LDA處理之后,然后每一個都能分得很開,就代表分離清楚了。

這個是野豌豆屬,這個是蒿屬,我們國家第一個獲得諾貝爾獎的青蒿素,我們拿它做的一個降維處理,這邊是狗尾草屬,我們做了這三個屬。然后我們發現狗尾草屬相對來說效果好一點。

剛才說的是一個降維,我們再反方向思考一下,我們在通過加一個維度之后,我們發現在立體空間下,達到了我們完全達到了我們想要的效率,每一種顏色代表1個一個種,然后就可以把它很清晰地分類了,這樣會達到我們想要的目的。

識農小程序操作界面

據了解,識農是互聯網農業服務平臺大豐收旗下孵化的一家專注于AI識別技術及智能化推薦方案的農業科技企業,已搭建了百萬級的圖片數據庫,與10余所農業院校、農業科研院所深度合作。用戶可通過微信小程序進入識農病蟲草害識別操作界面。

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