雜草剋星 : 日本NTT通訊公司運用無人機搭配AI技術解決農場的「雜草問題」!
無人機在農業上最常見且熟悉的就是農業噴灑。但如果搭配AI人工智能就可以發展出更具價值的延伸性應用。
位於日本的NTT通訊公司（NTT.Com）正針對牧場生產中令人煩惱的「雜草問題」，採用無人機空拍影像和AI影像辨識技術，展開解決方案的創新實驗。這個實驗計劃是在國家農業食品研究機構（NARO）的「策略性智慧農業技術示範與實施」項目內進行的，並得到了農業合作社青和農場以及其他合作夥伴的支持與參與。透過這項前瞻性的實驗，NTT通訊公司將致力於改善農業生產的可持續性，並為農業行業帶來更多的創新。
以下為你帶來這項示範實驗簡介說明:
雜草對乳牛飼料草的生產造成了重大問題，因為雜草不僅會限制飼料草的生長，還可能導致乳牛的產奶量下降。為了解決這個問題，NTT通訊公司先前已經成功地使用了無人機拍攝影像並利用AI影像識別技術進行了雜草的高精度檢測。
然而，針對已檢測到的雜草採取對策的選項有限。在廣大的牧場上，噴灑農藥或進行手動精確噴灑等方法操作複雜且成本高昂。為了解決這個問題，NTT Com正在引入最新的設備，包括分段控制噴霧機、農藥噴灑無人機和小型農藥噴灑機器人，以實現自動精確噴灑農藥的技術，並計劃進行這一技術的示範實驗。透過自動噴灑農藥，可以精確定位雜草，預計能夠大幅降低雜草控制和噴灑操作的農藥成本。
執行細節
本次示範實驗中將利用無人機將自動飛行並對整片牧場進行自動拍攝，再透過AI影像識別技術進行雜草的檢測和定位。隨後，使用分段控制噴霧機、農藥噴灑無人機和小型農藥噴灑機器人等最新設備，將農藥自動噴灑在檢測到的雜草上。這樣一來，不再需要人工干預，而是能夠自動記錄雜草的位置並針對性地噴灑農藥。這將極大地提高雜草控制的效率，同時降低農藥的使用量和成本。
執行計畫角色分工
NTT通訊公司與農業合作社青和農場以及北聯農業協同組合聯盟、Bicon Japan Co., Ltd.、Hokusan Co., Ltd.、JA 釧路丹頂等組織合作進行示範實驗，各方合作共同努力解決雜草問題，提高牧場生產效率，以下是他們在這合作計畫上的分工細節:
| 公司/組織 | 角色功能 | |
|---|---|---|
| 代表機構 | NTT.COM | ・現場示範工作和示範技術的主要係統供應商 ，專注於專案整體監督、進度管理和雜草檢測 |
| 示範實驗地點 | 青和農場(地址：北海道阿寒郡鶴居村雪原野北21號線72) | ・提供本次示範實驗使用的牧場（示範區/實際操作區） ・提供草業生產作業 ・提供噴灑農藥的拖拉機 ・提供生產管理數據 |
| 聯合示範單位 | 日本北聯農業 | ・驗證雜草檢測精確度和除草效果 ・對示範實驗進展提出建議 ・向農業利益相關者提供資訊和協調 ・系統驗證後的服務提供者 |
| 聯合示範單位 | Bicon Japan Co., Ltd | ・分段控制噴霧機的配備與操作 |
| 聯合示範單位 | Hokusan Co., Ltd | ・提供噴灑農藥及噴灑建議 |
| 聯合示範單位: | JA 釧路丹頂 | ・提供農業生產者資訊並收集資訊 |
預期成果
這次的演示實驗計畫將解決兩個主要問題:
1.利用無人機空拍影像及AI影像辨識技術進行牧草雜草偵測與定位實驗
在過去，確認牧場上雜草的生長情況並確定其位置是透過人工巡視廣闊的牧場，依賴人眼來完成的。然而，隨著勞動力短缺問題不斷惡化，時間成為一個關鍵挑戰。
在這次演示實驗中，無人機自動飛行，並利用AI影像識別技術，自動執行了從拍照、檢測雜草植物、識別雜草位置（生長狀態）到將這些信息可視化並轉換為數據（包括每個雜草的位置，緯度和經度）的所有操作。透過這次演示實驗，我們實現了自動識別雜草的數量和位置，這是以前必須由人類通過巡視目視檢查來直觀掌握的信息。現在，我們能夠以定量的方式了解和記錄雜草，並且可以極大地縮短工作時間。
這項技術的應用使得農場主能夠更快速、精確地識別和處理雜草問題，同時減少了對人力的需求。這不僅提高了農場管理的效率，還有望減少勞動力短缺對農業生產的不利影響。這也是未來智慧農業發展的一個重要方向，有助於確保農業的可持續性並提高生產力。
2.利用局部噴灑的作業機在特定區域自動噴灑農藥除草實驗
傳統上，牧場的雜草控制通常依賴手工勞動或使用拖拉機或噴霧器對整個區域進行噴灑，但隨著勞動力嚴重短缺以及最近的全球形勢，這在廣大的牧場上變得困難。同時，農藥、化肥等材料的成本飆升，且環保意識日益增強，使得大規模使用這些材料變得不切實際。
在本次演示實驗採用了分段控制噴霧機，這種機器具備最新的自動和精確控制技術，能夠根據先前確定的雜草位置進行局部噴霧，同時使用農藥噴灑無人機和小型農藥噴灑機。這些機器可以僅在必要的區域噴灑所需量的農藥，透過優化噴灑量，有望縮短噴灑時間並減少材料的使用量。
結合以上兩種技術，建立一種低成本且工作時間短的牧場雜草部分處理方法，並驗證其有效性。這項技術的應用有望降低雜草控制的成本，同時減少對農業材料的過度依賴，為牧場主提供更具效益的管理方式。此外，這也有助於保護環境，因為只有在需要的地方應用農藥，減少了對土地和水源的潛在影響。
價值與未來展望
這項技術示範實驗對農業領域的未來具有重大意義。它有望引入更多智能化和自動化技術，這將是農業現代化的一個重要里程碑。借助無人機和AI影像辨識的整合，農場主可以實現更高程度的監控和管理，不需要大量的人力投入。這將使農業更高效，並有助於解決勞動力短缺的問題。
站在環保的角度，這項技術有望減少農藥的使用量。傳統上，廣泛的農藥噴灑可能對環境造成負面影響，同時也增加了農場經營的成本。通過精確的雜草檢測和噴灑，只有在需要的地方使用農藥，這將有助於減少農藥的浪費，同時降低農場對農藥的依賴，更符合可持續農業的原則。
最重要的一點，這項技術有望提高生產效率。通過自動化的雜草控制和噴灑，農場主可以更快速地應對雜草問題，減少了生產中的損失。這也有助於提高乳牛飼料草的質量，因為雜草的控制將確保更多的營養和空間供乳牛生長，這對產奶量和品質都具有積極影響。
總結 : 降低農場主的痛點就是正確的解決方案
看完整篇文章內容，我們可以確定這項技術將有助於確保牧場的可持續發展。不論是什麼樣的科技導入，最終希望為農場主帶來降低成本、提高效率和減少環境影響等效益。如此一來，農場主可以更好地應對市場變化，增強競爭力，並確保長期經營的可行性。同時，這也為農業行業帶來了更多創新，鼓勵了更多的研究和發展，以不斷改進農業實踐和技術。
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