微软开源其“未来农场”工具包

华盛顿州法明顿- 华盛顿州东部连绵起伏的山丘长期以来一直盛产小麦、大麦和扁豆。第五代农民安德鲁·尼尔森（Andrew Nelson）正在为这一财富增添一个新的丰收：数据。他从土壤中的传感器、天空中的无人机和太空中的卫星中收集数据。

他们每天、全年在不同的时间向尼尔森提供有关他农场的信息--温度变化、土壤湿度和营养水平、植物健康等。尼尔森反过来将这些数据输入Project FarmVibes，这是微软研究院的一套新的以农场为中心的技术。

从今天开始，微软将开源这些工具，以便研究人员和数据科学家--以及像尼尔森这样也是一名软件工程师的罕见农民--可以在它们的基础上将农业数据转化为行动，帮助提高产量和削减成本。第一个开源版本是FarmVibes。

艾.这是一组算法样本，旨在激励研究和数据科学界推进数据驱动的农业。尼尔森正在使用这个人工智能驱动的工具包来帮助指导农业各个阶段的决策，从种子进入地里之前一直到收获后很长时间。农场氛围

在Microsoft Azure上运行的人工智能算法预测尼尔森应该使用的肥料和除草剂的理想数量以及在哪里施用它们;预测他田地的温度和风速，告知他播种和喷洒的时间和地点;根据土壤湿度确定播种种子的理想深度;

并告诉他不同的作物和做法如何将碳封存在他的土壤中。“Project FarmVibes使我们能够建造未来的农场，”尼尔森说，他与微软研究院合作，将他的7，500英亩土地变成Project FarmVibes的试验场。

“我们正在展示技术和人工智能对农业的影响。对我来说，Project FarmVibes节省了很多时间，节省了很多成本，并且帮助我们控制农场上遇到的任何问题。”这些新工具源于微软与Land O' Lakes和Bayer等大客户的合作，以整合和分析数据。

FarmVibes项目反映了在精准和可持续农业方面的最新研究。工业研究公司董事总经理兰维尔·钱德拉（Ranveer Chandra）表示，通过开放其最新的研究工具，微软希望将它们传播到华盛顿以外的地方，以帮助解决世界紧迫的粮食问题。

钱德拉说，到2050年，我们需要将全球粮食产量增加大约一倍才能养活地球。但随着气候变化加速、水位下降、可耕地消失，可持续地做到这一点将是一个巨大的挑战。

他说：“我们相信解决这个问题的最有希望的方法之一是数据驱动的农业。”在微软，我们正在努力为种植者提供数据和人工智能，以增强他们的农业知识，并帮助他们以可持续的方式种植营养食品。研究取得成果直到最近，尼尔森的农场和世界各地的许多其他农场一样。

他家里有互联网，但Wi-Fi信号就在门外结束了。他的7，500英亩土地是一片死亡地带。现在他正在使用Project FarmVibes解决方案，名为FarmVibes。Connect，最终将由微软开源，为远程和农村地区带来连接。

它通过电视空白空间（未使用的频谱）提供宽带接入，电视空白空间是一种在频道之间闪烁的“雪”。如今，尼尔森拥有一个太阳能电视空白空间天线，其作用就像Wi-Fi路由器，但可以覆盖他农场的大部分区域。

这种联系使他能够从FarmVibes中收集见解。人工智能套件。现在可以在GitHub，FarmVibes上使用。AI包括：-- Asmat Fusion将无人机和卫星图像与地面传感器的数据相结合，以提供见解。

例如，Nelson使用Asmat Fusion根据多光谱无人机图像和土壤传感器的数据创建营养热图。这些地图用于改变他播种和施肥的速度，这可以增加产量并防止过度施肥。Asmat Fusion还可以根据Nelson农场的传感器数据创建土壤湿度地图。

这些地图告诉尼尔森将种子播种多深，以及他应该以什么顺序播种田地。作为奖励，它们可以帮助防止拖拉机和喷雾器陷入淤泥中。- SpaceEye使用人工智能从卫星图像中去除云层。这有助于尼尔森填补他尚未用无人机侦察过的地区的空白。

然后，他可以将这些图像输入到可以识别杂草的人工智能模型中，帮助他创建地图，仅向需要除草剂的地区提供除草剂。即使他确实喷洒，这些地图也可以让他改变喷洒速度，为杂草茂密的斑块提供更多的喷洒量，并在其他地方提供更轻的喷洒量。

- DeepMC使用传感器数据和气象站预报来预测农场微气候的温度和风速。在纳尔逊所在的地区，当地天气预报预测了离地面10米的情况。“好吧，我不在乎它离地面10米是什么，”他说。“我关心我的庄稼在哪里。

“今年春天早些时候，尼尔森正准备给他的麦田喷洒杀虫剂。他检查了正确的天气窗口的预报;如果他在寒冷的温度下喷洒除草剂，植物就会受到伤害。当地的预测看起来很有希望，但DeepMC预测会冻结。他推迟了喷洒--醒来时发现霜冻了。

- 一个“如果怎么办”分析工具，可估计各种农业实践将如何影响土壤中固碳量。

如今，尼尔森利用这些“假设”场景来改善土壤的健康状况并提高产量。但他计划利用它们进入碳市场，该市场向农民支付将二氧化碳锁在土壤中而不是进入大气中的做法。Nelson目前正在测试除FarmVibes之外的其他Project FarmVibes工具。

未来将开源的人工智能。其中包括FarmVibes。Edge可以智能地压缩来自无人机侦察飞行的大量数据。它识别了农民关心的区域--例如田野中的杂草--而忽略了道路等其他细节。这让FarmVibes。

Edge可以有效地构建足够小的图像，以便通过FarmVibes上传到云端。Connect.总的来说，这些技术对他的领域和银行账户都产生了巨大的影响。例如，尼尔森第一年使用数据来指导他的喷洒，他节省的金额正是他赚的金额。

今年春天早些时候，他将这种方法应用到了三分之一的田地，并在他最常用的化学品之一上节省了近35%。秋季收获后，他估计还能节省40%。“那是一名员工，”他说。尼尔森继续测试微软研究院的新技术。最新的产品之一是可追溯性传感器，它跟踪尼尔森的作物从田地到卡车再到储存箱。

在粮仓内，这些传感器将帮助纳尔逊密切关注二氧化碳水平。

如果这些开始上升，这是一个迹象太多的水分隐藏在里面，纳尔逊将知道打开巨大的风扇，以保护他的作物。之后，传感器将帮助跟踪作物，确保运往亚洲的特定品种的小麦在正确的卡车上，沿着蛇河驶向正确的驳船。

从镰刀到电子表格Chandra表示，Asmat Fusion、SpaceEye和DeepMC等人工智能算法不仅可以帮助农民适应不断变化的气候。他们可以帮助解决这个问题。他说，通过减少农民使用的水和化学品，技术可以以可持续的方式提高生产力。

与此同时，FarmVibes中的“假设”分析工具。钱德拉说，人工智能有可能帮助农场去除导致全球变暖的碳。钱德拉说：“农业是气候变化的原因之一，受气候变化的影响最大，但在技术的帮助下，农业也可以成为气候变化的解决方案。

”钱德拉指出，世界各地的大多数农民都不像尼尔森，尼尔森是一名