הערת העורך: כנס VISION 2022 יכלול חקירה מורחבת של היכן חדשנות מניעה שינויים במהירות, כולל מגמות בגידולים מיוחדים בעלי ערך גבוה, תוכניות קיימות וסגירת פחמן, ומערכות ייצור סביבתיות מבוקרות היי-טק. נושא אחד מתהווה בנושא סדר יום הוא נתונים חזותיים. להלן מבט פנימי על האופן שבו חיישנים חזותיים וראייה ממוחשבת יהיו חיוניים כדי לעזור לתעשייה כולה לעמוד בדרישות המזון של אוכלוסייה עולמית גדלה.
הראייה הממוחשבת חוותה פריחה אמיתית. תובנות שנאספו באמצעות נתונים ממזל"טים, לוויינים ומטוסים אוספות נתונים מהשמים. חיישנים המורכבים על ציוד מסוגלים למדוד שינויים במאפייני הצמח או פרמטרי קרקע באמצעות חישת החזר אופטי. חיישני LiDAR מסוגלים כעת למדוד את מבנה הצמחים בתלת מימד.
מעבר לסיוע לאגרונומים בנתונים, ראייה ממוחשבת היא גם בליבה של הפעלת מכונות אוטונומיות בשטח, עזרה למכונות להגיב למצבים בשטח או אפילו לזהות מכשולים. הטכנולוגיה אפילו מאפשרת לנו להגיב למיקום מדוייק במיוחד נתונים מתצלומי לוויין, שמסוגל להביא פרטים ברמת סנטימטר. עם כל הטכנולוגיה הזו שעומדת לרשותנו, האם בכלל יש צורך בגלגלי עיניים אנושיים?
ברגע שהמצלמות, החיישנים והלוויינים הללו ייפרסו בקנה מידה בשדות ובחממות, הם יספקו כיסוי מעקב של 100% מסביב לשעון. כשזה יקרה, אגרונומיה מרוחקת ובמידה רבה חקלאות מרוחקת עלולות להפוך למציאות. ככל שמכונות אוטונומיות ורובוטים לוקחים על עצמם מספר הולך וגדל של תפקידים, ייתכן שכבר אין צורך בכוח עבודה גדול. בעוד שכיום רוב הפירות והירקות נקטפים ונארזים ביד, דו"ח של S&P Global צופה שעד 2025, מערכות תפיסה ואלגוריתמי קטיף יאפשרו היבטים של קציר אוטונומי בחקלאות בסביבה מבוקרת (CEA).
הפריחה הזו בראייה ממוחשבת לא רלוונטית רק בחקלאות. למעשה, כתחום הבוגר ביותר בבינה מלאכותית מודרנית, הוא מחלחל לכל מגזר בכלכלה. ההזדמנויות שמיכון יכולות ויזואליות מביאות אינסוף הזדמנויות שוק בכל מגזר. כבני אדם, הראייה היא החוש המפותח ביותר שלנו - זה שאנו משתמשים בו ביותר כדי לתפוס את העולם סביבנו. פרופסור לאופטיקה רפואית דיוויד וויליאמס מסביר כי "יותר מ-50 אחוז מהקורטקס, פני השטח של המוח, מוקדש לעיבוד מידע חזותי."
אין זה מקרי שהחלק במוח האנושי האחראי על ניתוח המידע החזותי הוא הגדול ביותר מזה של חושים אחרים. רשתות עצביות מלאכותיות הן חלק חיוני מלמידת מכונה ועמוד השדרה של טכנולוגיות חזותיות מודרניות. במילותיו של פרופסור וויליאמס, "ההבנה כיצד עובדת הראייה עשויה להיות מפתח להבנה כיצד פועל המוח בכללותו."
טכנולוגיות חזותיות כבר מניעות פיתוחים בתחום המזון והחקלאות שישנו את הדרך בה העולם גדל, מייצר, מוביל וצורך מזון. ראייה ממוחשבת היא ללא ספק התחום המתקדם ביותר מבחינה טכנולוגית בכל הנוגע לבינה מלאכותית. ניתן לרתום ולעבד את העושר חסר התקדים הזה של נתונים ויזואליים באמצעות למידת מכונה ולאחר מכן להחזיר אותם למגדלי מזון או למכונות אוטונומיות כגון צירי השקיה. גם לאחר הקטיף, ראייה ממוחשבת מספקת טכנולוגיה שכבר נמצאת בשימוש למשימות חיוניות מרכזיות כמו תהליך מיון ודירוג פירות וירקות, משימה שכאשר היא נעשית על ידי בני אדם היא לא עקבית, גוזלת זמן, משתנה ויקרה.
ההשפעה של טכנולוגיה זו היא עצומה. חיישנים חזותיים וראייה ממוחשבת יהיו חיוניים כדי לעזור לתעשייה כולה לעמוד בדרישות המזון של אוכלוסייה עולמית גדלה. נתוני הבנק העולמי מצביעים על כך שעד 2025, רוב מגזרי המזון והחקלאות יושפעו עמוקות מאימוץ טכנולוגיות חזותיות, כגון זיהוי תמונות, מצלמות, רובוטיקה ועוד. אין זה מפתיע שטכנולוגיות ראייה ממוחשבת ו-AI הן בלב של חדש גל של סטארט-אפים טכנולוגיים מבטיחים על פני ענפים רבים, כולל קמעונאות, בנייה, ביטוח, אבטחה וחקלאות.
שיפור תהליכים קיימים כנקודת מוצא להתחלת מהפכה
יש שפע של טכנולוגיות ויזואליות הזמינות למגדלי מזון. זה כולל כל מכשיר או כלי הלוכד, מנתח, מסנן, מציג או מפיץ נתונים חזותיים. מערכות אלו נועדו למנף ראייה ממוחשבת, למידת מכונה או בינה מלאכותית כדי להבין את כל הנתונים החזותיים, ולספק תובנות ניתנות לפעולה או לפעול לפיהן באופן אוטונומי.
אחרון דוח מ-LDV Capital על טכנולוגיות חזותיות מדגיש כמה מגמות מפתח עתידיות שיבואו מאימוץ טכנולוגיות חזותיות בקרב מגדלי מזון במהלך חמש השנים הבאות. הדבר המעניין ביותר באלה, הוא שהם בעיקר מדגישים את השיפור והאימוץ של טכנולוגיות קיימות. זו לא תהיה מהפכה אלא אבולוציה מתקדמת כאשר טכנולוגיות חזותיות הופכות למיינסטרים. לדוגמה, הדו"ח מצביע על אלגוריתמים של למידת מכונה הבולעים תמונות של מזל"ט, מטוס ולוויין ברזולוציה מוגברת וטווח ספקטרלי גדול יותר, מה שמאפשר עוד יותר אגרונומיה מרחוק. כמו כן, ככל שמהירויות העיבוד עולות, חישה מותקנת בציוד תאפשר החלטות ברמת הצמח כגון ריסוס עשבים מדויק והנחת זרעים.
האם כל תהליך קיים יכול להיות אוטומטי ולנהל מרחוק?
עם כל כך הרבה "עיניים" ניטור והערכת צמחים 24/7, וטכנולוגיות חזותיות המכסות בהרחבה שדות שלמים או חממות, האם ניתן לנהל חקלאות ואגרונומיה מרחוק בעתיד הקרוב? מניסיון עם הלקוחות שלנו, אני יודע שהרבה מגדלי מזון כבר צריכים לעשות הרבה פחות נסיעות לשטח הודות לתובנות או תמונות שצולמו במכונות ונמסרו להם. מה גם שהיכולת שלהם להתמודד עם בעיות כמו מזיקים היא ממוקדת ומדויקת יותר. במקום לבצע בדיקות נקודתיות שגרתיות, המכשירים הללו מסוגלים לנטר 100% מהיבול שלהם, 100% מהזמן.
בעוד שראייה ממוחשבת היא פריצת דרך גדולה שתגדיר מחדש את האופן שבו מגדלים ומעובדים מזון, זה לא הסוף. דרושים טכנולוגיות משלימות אחרות כדי לאפשר לנו לראות מתחת לעלה ומתחת לאדמה, שהן חיוניות לא פחות כדי לקבל את התמונה המלאה. לדוגמה, ניטור וניתוח המיקרוביום באמצעות חיישנים ייעודיים המודדים שפע, גיוון וקולוניזציה של מיקרואורגניזמים באיברי צמחים מעל ומתחת לאדמה.
איסוף, שילוב והיגיון של כל הנתונים הללו יהיו אתגר מרכזי לרתום את הכוח של ערימת הטכנולוגיה ההולכת וגדלה בה יסתמכו מגדלי המזון. מגדלי מזון תמיד הסתמכו על מאות איתותים מהשטח, אבל הכלים והפלטפורמות המתפתחות האלה אומר שהם יצטרכו לתזמר תובנות ממספר הולך וגדל של מקורות. המטרה הסופית היא ליצור מערכת מאוחדת שתביא את התמונה המלאה והברורה הדרושה כדי לאפשר החלטות אגרונומיות טובות יותר ברמה גבוהה.