Поліпшення врожайності сільгоспкультур за допомогою згорткової нейромережі

Незважаючи на війни, захворювання, природні катастрофи, населення Землі неухильно зростає і за прогнозами, до кінця 2100 досягне майже 11 млрд осіб.

Враховуючи, що площу посівних площ постійно збільшувати немає фізичної можливості, навіть якщо робити це за рахунок наступу на ліси, що не є гарним рішенням, щоб уникнути катастрофічної ситуації із постачанням продуктів харчування, необхідні інноваційні методи збільшення врожайності з одиниці площі.

Причому справа навіть не в кількості добрив, поливі, нових сортах зернових культур тощо.
На врожай впливають десятки основних факторів, які можна змінити в польових або лабораторних умовах, а також допоміжні, що також роблять той чи інший внесок, причому не відразу, а з відкладеним ефектом (наприклад, через сезон).

Нейронна мережа збільшить урожайність сільгоспкультур

Ручний, застарілий метод аналізу та прогнозування, коли немає можливості врахувати не окремо, а в сукупності всі фактори, що впливають на врожайність, практично вичерпали себе.

Якщо сформувати ряд даних, причому за кілька сезонів спостережень ще можливо, у цьому допоможе обчислювальна техніка, то для виявлення залежностей, прихованих трендів, потрібен принципово інший математичний апарат на основі штучного інтелекту.
Досвідчений агроном, з десятиліттями стажу, може дати практичні поради і навіть, наприклад, точно визначити вологість зерна, спробувавши її буквально “на зуб”, навіть без вологоміра, але в XXI століття інтенсифікація вимагає принципово інших технічних рішень.
Хмарні технології та потужні мікропроцесорні комплекси передбачається впровадити в сільськогосподарську галузь, чого прагнуть науковці з університету в Іллінойсі (США), які тренують так звану згорткову нейронну мережу, щоб удосконалити механізм прогнозування врожайності.

1. Досліджувана ділянка поля розбивається на квадрати 5*5м, з якої знімається цілий ряд величин за допомогою датчиків: фізичні та хімічні параметри складу грунту, включаючи насиченість добрив, кисло родом, вологість, температура, висота над рівнем моря, освітленість, кислотність, засоленість, електропровідність , топографічні дані тощо.
2. Нейросеть, заснована на алгоритмах математичної оптимізації, обробляє колосальний обсяг даних, виявляється приховані зв'язки і видає на виході рекомендації, щоб навіть за існуючих ресурсів збільшити врожайність.

Вирішення зазначеної проблеми особливо актуальне для країн з низьким рівнем аграрної культури, зі слабкою забезпеченістю сучасного обладнання для зернових лабораторій і новими технологіями.

Зокрема, зазначене на початку нашої статті, зростання чисельності населення на 50% буде забезпечено за рахунок Нігерії, Пакистану, Конго, Індонезії.

Прогнозується, що одна лише Нігерія до кінця століття збільшиться по населенню з 200 до 700 млн. людей, посівши третє місце у світі і без інтенсифікації сільського господарства, таке стрімке збільшення призведе до катастрофічних наслідків, зокрема голоду.