Каква е най-добрата стратегия за успешна реколта с минимална употреба на торове и пестициди? Инструмент с изкуствен интелект може да помогне на земеделските стопани и политиците да направят информиран избор за устойчиво бъдеще. Това разказва Хилми Баха, изследовател в Университета във Вагенинген, Нидерландия.

През април в Литва ще започнат полеви изпитания със зимна пшеница. Точната дата на наторяване все още не е известна, както и оптималните дати за растителна защита, заедно с необходимите количества. Тези моменти и количества ще бъдат изчислени от усъвършенстван модел с изкуствен интелект (ИИ).

След тест в Испания, за който все още няма резултати, този проект на ЕС по програма „Хоризонт" - „Умни капки", сега се премества в Литва, за да изпита модела на практика.

Експертът по изкуствен интелект Хилми Бая разработва модел на изкуствен интелект, наречен CropGym, по време на докторантското си изследване в новосъздадената група за изкуствен интелект.

„Земеделските производители навсякъде по света, разбира се, гледат времето, за да решат кое е най-доброто време за сеитба или торене, но почти не използват цифрови инструменти. В Нидерландия има някои инструменти, но в тях липсва вграден изкуствен интелект", казва Баха, който преди това е прилагал компютърни науки за други технически предизвикателства. В настоящото си изследване в Университета във Вагенинген той открива комбинацията от технология и социална значимост.

ИИ прогнозира добива и качеството на почвата

Моделът на изкуствения интелект прави бъдещи прогнози въз основа на исторически данни и текущи измервания. Как изборът на фермерите днес влияе върху бъдещите добиви? Или качеството на почвата? За това са необходими данни за времето и растежа. Като се използват метеорологични записи от последните десетилетия, е възможно да се симулират и бъдещите метеорологични условия.

Баха обяснява: „След това фермерът може да види какво ще се случи с повече или по-малко торове или пестициди. Какво влияние оказва това върху добива и нивата на хранителни вещества в почвата? Идеята е потребителите да могат да тестват различни стратегии."

Важна характеристика на модела с изкуствен интелект са вградените в него „наказания и награди". Това се нарича обучение с усилване. ИИ се научава да определя най-добрата стратегия, защото Баха го е програмирал да третира прекомерната употреба на торове като отрицателна награда, а добрата реколта - като положителна награда. Моделът включва допълнителни награди и наказания, като се отчитат и дългосрочните ефекти.

„ИИ е полезен за поглед напред за 20 до 50 години. Това позволява на земеделските стопани незабавно да вземат предвид въздействието на изменението на климата, като тестват различни сценарии. При различни нива на затопляне фермерът може да проучи как да оптимизира добивите, да постигне екологични цели и да поддържа здравето на почвата."

Сигурност за фермерите и политиците

„Фермерите искат да минимизират рисковете и да вземат интелигентни инвестиционни решения за бъдещето", продължава Баха. Това означава, че моделът трябва да осигурява достатъчна надеждност, за да могат земеделските стопани да му се доверят. „Земеделските стопани няма просто да приемат ИИ като инструмент. Ето защо ние продължаваме да подобряваме модела, за да повишим неговата надеждност. Това е нашето предизвикателство като изследователи."

Неотдавна Баха експериментира с подход, който уведомява фермерите, когато е необходимо измерване на полето. Доказано е, че предоставянето на данни в подходящия момент подобрява работата на модела, което прави резултатите му по-надеждни. Въпреки това Баха отбелязва, че несигурността никога няма да бъде напълно елиминирана: „Моделът не е кристално кълбо, а инструмент за сравняване на възможностите."

Като последна стъпка в докторантското си изследване Баха цели да направи така, че моделът да обясни причините за своите препоръки. „Тогава фермерът ще разбере защо моделът предлага торене в определен момент, като гарантира, че минималното необходимо количество вероятно ще доведе до най-добър резултат. Политикът може да използва модела, за да определи правила за постигане на конкретни цели. В крайна сметка този тип изкуствен интелект може да бъде инструмент за проучване на възможните политически решения."