Az amerikai Középnyugat egyik buja zöld mezején állva egy farmer okostelefonjának kameráját az egyik szójabab növényére irányítja. Fényképet készít egy levélben kúszó kártevőről, majd egy mesterséges intelligencia által vezérelt program segítségével megnevezi a bogár faját, és azt, hogy van-e ok az aggodalomra. Az ilyen technológia újdonságnak tűnhet, de a jövőben létfontosságú lehet – írja a bbc.com
A világ mezőgazdaságában a munkaerőhiány veszélyezteti az ágazat életképességét, mind a nyereségesség, mind a terméshozam szempontjából. Egyszerűen nincs elég ember a világot tápláló élelmiszerrendszerek fenntartásához. Ez különösen az Egyesült Államokban jelent problémát, amely Kína és India után a harmadik legnagyobb mezőgazdasági termelést produkálja.
Az egyik legnagyobb probléma egyszerű: a farmerek elöregednek. Sokan már nem tudják vállalni a napkeltétől napnyugtáig tartó kézi munkát, amely egy gazdaság hatékony működtetéséhez szükséges. És bár sok ilyen üzem évtizedek óta családi vállalkozás, a fiatalabb generációk már nem veszik át a gyeplőt az idősebbektől, mint egykor, hanem a kevésbé fáradságos, jobban fizető iparágakban keresnek munkát. A bérmunkások, akik a mezőgazdasági munkaerő többi részét alkotják – nagyrészt bevándorlók -, szintén ezeket a mintákat követik.
„A munkaerő az első számú probléma” – mondja Emily Buckman, az Amerikai Mezőgazdasági Szövetség (American Farm Bureau Federation) kormányzati ügyekért felelős igazgatója.
„A farmerek átlagéletkora most 60 év”. Buckman maga is egy Kentuckyban lévő farmon nőtt fel, ahol 70 éves apja még mindig a földet műveli, és csak a bátyja segít neki.
A probléma megoldására – különösen mivel a munkaerő nem csak fogyatkozik, de egyre drágább is, a terméshozamok pedig csökkennek – egyes amerikai farmerek a feltörekvő robotika és a mesterséges intelligencia eszközei felé fordulnak.
„Gondolkodunk a probléma megoldási lehetőségein, és úgy gondoljuk, hogy a technológia fejlődése segíthet a munkaerőterhek egy részének enyhítésében” – mondja Buckman.
A mesterséges intelligencia a mezőgazdaságban nem teljesen újdonság: már két évtizede használnak kezdetleges változatokat.
Az elmúlt néhány évben azonban az AI futótűzként terjedt; egyes becslések szerint 2021 végén az amerikai mezőgazdaságban működő vállalkozások 87%-a használt valamilyen formában AI-t. Jelenleg a szövetségi kormány is gyorsított ütemben tereli a mezőgazdaságot a technológia felé, és pénzügyi ösztönzőket biztosít a mesterséges intelligencia fejlesztésének és bevezetésének felgyorsítására az egész országban.
Ha a közel kétmillió amerikai farmon sikerrel jár a mesterséges intelligencia bevezetése, az jelentős hatással lehet a világ többi részére. Ez különösen igaz, mivel a világon egyre több szájat kell etetni, és az éghajlatváltozás veszélyezteti a Föld legnagyobb termelőinek mezőgazdasági ökoszisztémáit – beleértve magát az Egyesült Államokat is, amely csak tavaly több mint 100 milliárd dollár értékben exportált termékeket Kínába, Mexikóba, Kanadába és Európába.
Buckman szerint az iparág célja, hogy tömegesen fejlesszen ki és alkalmazzon új technológiákat, amelyek megfizethetőek és hozzáférhetőek, „hogy a gazdák táplálni tudják a világot”.
„A világ népessége 2050-re várhatóan kétmilliárddal nő, ami azt jelenti, hogy a jelenleginél 70%-kal több élelmiszert kell termesztenünk. Az innovatív technológia segíteni fog nekünk ebben».
Egy nagyon ígéretes fejlődés
A mezőgazdasági ágazatra nagy nyomás nehezedik, hogy gyorsan megoldásokat találjon. Az amerikai munkaerőhiány máris arra kényszerítette ezeket a műveleteket, hogy kevesebből többet hozzanak létre. De az éghajlati válság sürgőssége jelenti a fordulópontot.
A kiszámíthatatlan időjárás megnehezítette a termesztési feltételek előrejelzését, és a terméshozamokat is rontja. Más szóval, a melegebb időjárás a vártnál hamarabb vezethet kevesebb élelmiszerhez.
„Minden előrejelzés szerint az éghajlatváltozás miatt a terméshozamok jelentősen csökkennek” – mondja Patrick Schnable, az Iowai Állami Egyetem professzora. „A kukoricatermés 10%-os vagy 20%-os csökkenése katasztrofális lenne” – mondja. A kérdés tehát a következő:
„használhatjuk-e a mesterséges intelligenciát az ellenállóképesség növelésére?”
Az Iowa State Állami Egyetem ad otthont az AI Institute for Resilient Agriculture (AI Intézet a Fenntartható Mezőgazdaságért) nevű intézetnek, amely az USA-szerte működő partnerintézményekkel együtt mesterséges intelligencia alapú eszközök és technológiák létrehozásán dolgozik, és amelyet a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) támogat.
„Két átfogó problémára összpontosítunk” – mondja Schnable.
„Az egyik a fenntarthatóság stabilizálása – hogyan lehet olyan új tevékenységeket tervezni, amelyek a mezőgazdasághoz kapcsolódnak és ellenállnak az éghajlatváltozásnak” – mondja. „A másik, hogy a mesterséges intelligencia, a robotika és az érzékelő eszközök hogyan tesznek lehetővé több profitot a gazdák számára, kevesebb erőforrás-, energia-, vegyszer- és vízfelhasználást.”
Baskar Ganapathysubramanian, az AI Institute for Resilient Agriculture igazgatója, az Iowa State University gépészmérnöki tanszékének professzora szerint e két cél megvalósítása szempontjából „nagyon sok ígéretes dolog van, és ezek egy részét már meg is valósították.”
Buckman szerint jelenleg a drónok és a GPS-eszközök a legelterjedtebb AI-eszközök a piacon. De sok más is létezik, például az önvezető traktorok és kombájnok, sőt az ezeken a gépeken található minőségi érzékelők is, amelyek segíthetnek a gazdáknak meghatározni, hogy a termés mely részei igényelnek több vagy kevesebb figyelmet.
Vannak olyan robotok is, amelyek olyan automatizált válogatási feladatokat tudnak elvégezni, amelyekhez korábban emberi szemre volt szükség. Egyes gazdaságok például a mesterséges intelligenciát használják ki a burgonya válogatására, hogy előre meghatározott hibákat keressenek. Mások mesterséges intelligenciával feljavított kultivátorokat használnak a vetőmagok elültetésére és a gyomok eltávolítására a földekről, amelyek hatékonyan helyettesíthetik az emberi munkások tucatjait.
Termékeny talaj az AI számára
A mesterséges intelligencia alkalmazása hatással van a felhasznált erőforrások mennyiségének csökkentésére, ugyanakkor a terméshozamok javítására is, része egy nagyobb stratégiának, amelyet a szakértők „precíziós mezőgazdaságnak” neveznek. Az elképzelés szerint a gazdálkodók a feltörekvő technológiákat – például a szántóföldek víz- vagy növényvédőszer-szintjét felmérő drónokat – arra használják, hogy a problémás területeket sebészi pontossággal kezeljék.
„A precíziós mezőgazdaság segít csökkenteni a vízpazarlást, hatékonyabbá tenni a gazdálkodást, és kevesebbel többet elérni” – mondja Buckman. „Az amerikai mezőgazdaságnak 30 évvel ezelőtt 100 millió hektárral több területre lett volna szüksége ahhoz, hogy elérje a mai termelési szintet” – mondja. A termelés javulása nagyrészt a precíziós mezőgazdasági stratégiáknak köszönhető, amelyeket a mesterséges intelligenciával és más technológiákkal együtt alkalmaznak.
E fejlesztések közül sokakat a globális mezőgazdasági tér jelentős szereplői vezettek be és alkalmaztak nagy léptékben. Közéjük tartozik az illinois-i székhelyű John Deere, amely traktorokat és más technikai eszközöket fejleszt és gyárt a világ mezőgazdasági műveleteihez.
„Az AI és a technológia célja, hogy segítsük a gazdákat abban, hogy jobban végezzék a munkájukat” – mondja Sarah Schinckel, a John Deere Intelligent Solutions Group (ISG) új technológiákért felelős igazgatója.
Az AI-eszközök „megváltoztatják a mezőgazdaságot, már itt van, és a gazdák elfogadják” – mondja. „Olyan jövőt látunk, ahol egyre több gazdálkodó használja ezt a technológiát.”
Schnickel szerint a John Deere-nél már évtizedek óta számos mesterséges intelligencia-eszköz áll a gazdálkodók rendelkezésére, például az Autotrac eszközök, amelyek lehetővé teszik a kombájnok kéz nélküli kormányzását. Ezek csak fejlődnek, ahogy a technológia egyre kifinomultabbá válik. 2018-ban a vállalat bevezette a See & Spray technológiát, amely „AI-t ad a gépekhez”, és segít a gazdálkodóknak megtalálni és eltávolítani a gyomokat a növényeken belül, és csak ott kijuttatni a gyomirtó szereket, ahol szükséges, hihetetlenül pontosan. Ez a technológia lehetővé tette a gazdálkodók számára, hogy akár 66%-kal csökkentsék a herbicidek használatát – mondja Schnickel -, jelentős megtakarításokat elérve. „Sok ilyen dolognak egyértelmű megtérülése van” – teszi hozzá.
Arat a mesterséges intelligencia
A költségek csökkentése és a hozamok növelése nyilvánvalóan fontos az amerikai gazdaságok és mezőgazdasági vállalatok számára, de az előnyök messze túlmutatnak ezen, és az egész világon visszahatnak.
„A szántóföldi termelékenység javítása nagyobb nyereséget jelent a gazdáknak, szilárdabb ellátási láncot és alacsonyabb árakat a fogyasztóknak” – mondja Steven Thomson, az USDA Nemzeti Élelmezési és Mezőgazdasági Intézetének (NIFA) Élelmiszertermelési és Fenntarthatósági Intézetének mezőgazdasági és biorendszer-technológiai nemzeti programvezetője.
„A fenntarthatóbb gyakorlatok a természeti erőforrások kisebb mértékű pusztulását és a bolygónk ökológiai károsodásának megelőzését jelentik” – mondja Steven Thomson.
Ez magában foglalhatja a mesterséges intelligencia alkalmazását a növénytermesztés és az állattartás optimalizálására, ami segíthet a beteg állatok vagy növények kiszűrésében, a nyereség növelésében és a környezet védelmében.
Az amerikai kormány is látja a mesterséges intelligenciában rejlő lehetőségeket a mezőgazdaságban: számos támogatást nyújtottak és befektetéseket eszközöltek a mezőgazdaságra összpontosító mesterséges intelligencia kutatóintézetekbe. Thomson szerint ezeknek a kezdeményezéseknek az elsődleges célja:
„Könnyen használható, mesterséges intelligenciával támogatott döntéstámogató eszközök kifejlesztése, amelyek segítenek a földművelőknek a környezet, a gazdaság és a társadalom számára egyaránt előnyös döntések meghatározásában.”
Számos új eszköz hihetetlenül kifinomult, és az erőforrások precíziós szállítására, a talajfelügyeletre, a kórokozókkal való érintkezés nyomon követésére összpontosít az élelmiszerbiztonság javítása érdekében, valamint a betakarítást segítő robotikára. A beruházások azonban egyszerűbb innovációkat is ösztönöznek.
Ganapathysubramanian szerint az Iowa State kutatói a mesterséges intelligenciát olyan technológiák kifejlesztésére használták fel, mint a kártevő-azonosító okostelefon-alkalmazás, amellyel órákig tartó kézi munkát takaríthatnak meg. A fejlesztés alatt álló eszközök segíthetnek a gazdáknak a kiadások csökkentésében is – ami kulcsfontosságú része a mezőgazdaság pénzügyi fenntarthatóságának, különösen mivel az ágazatban már most is csekély az árrés.
„A mesterséges intelligencia nagyon természetes és jövedelmező eszközt nyújt a gazdák számára, hogy alaposabb, helyi döntéseket hozzanak, fedezzék a téteket és jobban értékeljék a kockázatokat” – mondja Schnable. Ezeket az eszközöket viszonylag könnyen, nagy léptékben és nemzetközi szinten lehetne alkalmazni – ami a terméshozamok exponenciális növekedését eredményezheti a világ azon részein, ahol erre a legnagyobb szükség van, például Délkelet-Ázsiában.
A szakértők óvatosan optimisták azzal kapcsolatban, hogy ezek az eszközök a gazdák kezében, széles körben segíthetnek a mezőgazdaságnak az éghajlati, a bizonytalan munkaerőpiac és más veszélyek elleni védekezésben. Nagy lehetőségek rejlenek benne – és a szükség még soha nem volt ilyen sürgető.
Iratkozzon fel hírlevelünkre!