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  • 使用AI栽培的番茄
  • 峰野博史教授(左)番茄农业专家玉井大悟先生(右)
  • 测试温室内状态的传感器
  • 拍摄植物叶子状态的摄像机

November 2020

AI种出甜番茄

使用AI栽培的番茄

静冈大学峰野博史教授等人,有效利用AI(人工智能)技术,开发出了一套可稳定收获高糖度番茄的系统。

峰野博史教授(左)番茄农业专家玉井大悟先生(右)

近年来,农业领域活用IoT(物联网)和机器人等AI的情况增多了。以通信系统和传感器网络为研究专业的静冈大学峰野博史教授开发出了利用AI,可在植物成长和生产的适宜时机进行灌溉的系统。其契机是2013年便开始与静冈县农林技术研究所共同开展的研究项目。

峰野教授谈说:“他们一直在研究如何通过使用传感器网络技术,灌入成长所需的适量营养液,使番茄的收成量增加到1.3倍左右。结果,收成量并没有增加,但栽培出了高糖度高品质的番茄。”

果实如果灌溉少了,就无法再充分成长,成分浓缩,糖度上升,变甜。这种高糖度番茄的栽培方法,在专家之间已经人人皆知。但是,停水的栽培对番茄来说负担变大,供液量太少,生育就会延迟,甚至枯萎。正如“灌溉10年”所说的,观察生育状況,掌握不让叶子枯萎的恰当时机和灌水量的技术真的很难。

峰野教授说:“熟练的农家为掌握恰当的灌水量,会仔细检查番茄叶的色调和弹性等。如果能够把他们的经验和第六感化为数字让计算机学习,不仅可以继承因人手不足而难以得到传承的高品质栽培专业技术,还可以进一步改良。”

测试温室内状态的传感器

植物从根部吸收水分,而大部分透过叶子的气孔蒸腾。只要吸水量相对于蒸腾量足够,叶子就会变成有弹性的状态。如果吸水量少了,叶子就会枯萎。他认为,只要把叶子的枯萎状态进行定量化,就可以掌握最佳的灌溉时机。

进行番茄栽培实验的大棚内设置了每隔1分钟拍摄图像的定点摄像机,读取植物的图像信息,通过图像处理抽取出叶子枯萎时的微小动作。他们开发出了一种系统,可以让AI同时学习温度、湿度、亮度等数据,检测番茄的枯萎状态,自动调节合适的灌溉时机。得到静冈县袋井市经营蔬菜批发零售的株式会社Happy Quality等企业的合作,进行了该系统的实证实验,最终成功控制了果实的破裂,同时稳定收获了高糖度番茄。

拍摄植物叶子状态的摄像机

峰野教授又说;“他们的系统最大的特点是,不仅监控日照等间接要因,还一边直接观察“植物的颜色”一边寻找灌溉的时机。如果使用这个系统,无论培养基*的种类和栽培环境如何不同,什么样的农业从业者都可以在适合植物的时机进行灌溉。实际上他们已经在不断重复不同地区和环境下的实验,推进实用化的验证。”

目前,有一些企业把传感器和摄像机、控制灌水时机的机器弄成配套商品,开始商用服务,并争取2021年内实现商品化。我们还可以期待未来将扩展到香瓜和草莓、叶状蔬菜等。

峰野教授最后说:“由于老龄化和人手不足,今后在农业骨干分子减少的情况下,如果活用AI,谁都能够简单种出高附加值的作物,农业将发展成为稳定的可持续产业。他们将从‘利用AI技术与植物对话’一面去支援农业。”

* 指的是人工创造的让细胞和微生物易于成长的环境