当今世界生产的粮食足以养活地球上大约 70 亿人。尽管如此，由于预计到 2050 年人口将再增加 20 亿，全球作物产量估计还需要再增加 60% 才能养活所有人1。
如今，粮食浪费、劳动力短缺和气候变化等问题已对满足这一需求构成重大挑战。植物病虫害造成的浪费每年约占全球粮食产量的 20% 至 40%，每年造成的损失达 2 900 亿美元2。
对地球土地资源的全球评估发现，由于气候变化，四分之一的土地已经高度退化，8%的土地中度退化3。用水将成为农民面临的一个关键问题，因为他们必须在继续生产营养丰富的食物以养活日益增长的人口的同时，注意这一日益减少的资源。
为了应对其中的一些挑战，农业产业正在转向人工智能（AI）和物联网（IoT）的创新。人工智能的使用可以帮助农民以数据为导向，减轻农业生产中的一些体力需求，节约成本，提高产量和质量，最大限度地有效利用土地和资源。
人工智能在农业中的市场份额
据报道，到 2021 年底，美国有 87% 的农业企业将使用人工智能技术， ，比上一年增加了73%4 ，从而证明了这一新兴技术作为生产和可持续发展的重要工具的有效性。
Mordor Intelligence 报告称，2023 年农业领域的人工智能市场价值为 17 亿美元，预计到 2028 年将达到 47 亿美元，年复合增长率为 22.55%5。
这项技术之所以得到广泛采用，是因为其直观和数据驱动的应用为农民提供了洞察力，使他们即使不是植物病害或土壤质量等方面的专家，也能做出有效的决策。
真实世界的农业技术范例
仅在美国，就出现了近 200 家以人工智能为基础的农业初创公司来解决生产问题6。 以下是一些利用人工智能技术帮助农民的公司实例：
FarmVibes.AI
FarmerVibes.AI8是微软公司推出的一个基于数据的平台，它从传感器、卫星和航拍图像等多个来源提取数据，拼凑出一幅农田的连贯画面。农民可以利用这些数据来确定一个地区的土壤和水的长期可持续性，例如表土侵蚀的土地或从洪水或降雨中蓄水的水道。这样，农民就能以在生产和资源方面获得最佳回报的方式种植和利用土地。
迪米特拉
这家全球农业科技公司9的使命是帮助小规模生产农作物的小农。Dimitra 与政府、机构、非政府组织和营利组织合作，向发展中国家免费提供其 “互联农民 “平台。该应用基于区块链技术，利用移动技术、物联网设备、无人机和卫星图像、先进的农业研究和基因组学。他们采用数据驱动的方法，帮助农民减少开支、降低风险、提高作物产量。
约翰迪尔
这个农耕领域的知名企业10利用卫星图像更有效地监测作物、评估田间状况并改善资源分配，以提高作物产量。利用天基数据，迪尔的解决方案可以测量植物健康、养分水平和土壤湿度的变化，帮助农民围绕作物保护、施肥和灌溉做出数据驱动型决策。
此外，该公司还推出了首款全自动拖拉机，这是 20 年人工智能发展的产物。农民可以通过平板电脑远程操作这辆车，它可以在 24 小时内完成多达 325 英亩的准备工作，让农民可以将时间和资源转移到其他任务上。
人工智能辅助农业中的问题
人工智能在满足全球粮食供应需求方面的进步也提出了重要的伦理问题。
替换工人
创新者必须在技术进步与农业工人的福利和生计之间取得平衡，他们中的许多人已经很脆弱，依赖于低技能工作。确保被淘汰工人的公正过渡，提供再培训计划，解决人工智能驱动的自动化可能带来的社会经济不平等问题，这些都是必须考虑的因素。
技术学习曲线
农民–尤其是资源匮乏地区的农民–必须公平地获得培训和支持，才能有效地利用这些创新。如果不能解决这一问题，就会加剧农业生产力和收入方面的差距，使弱势农业社区处于不利地位。
昂贵的投资
新技术的高昂前期费用可能会加剧排他性和不平等问题，给小规模和边缘化农民带来不必要的负担，他们可能难以负担得起此类创新。
人工智能在农业中的前景
威胁未来全球粮食生产的问题相当多。整合人工智能技术可以节约用水和肥料，提高作物产量，预防疾病和虫害，并通过本地化和提高供应链效率来减少粮食浪费和温室气体排放。初创企业和老牌公司在采用人工智能解决方案时应考虑道德因素和公平性，这样就能让小农户和发展中国家更多地使用这些技术，帮助满足全球日益增长的营养需求。
Ambiq 如何做出贡献
从各种来源收集数据，例如分析数据的智能传感器或作为其他物联网设备连接点的智能传感器，都需要可靠的推断电源，且不会耗尽电池寿命。Ambiq 超低功耗亚阈值功耗优化技术(SPOT®) 平台和各种片上系统(SoC) 是针对传感器和边缘设备的成熟解决方案，可在降低功耗的同时实现更多功能。它们是具有人工智能功能的锂电池供电设备的核心，一次充电可使用数周、数月甚至数年。
参考资料
1 未来是否有足够的食物？| 2023
2 位 研究人员帮助保护农作物免受害虫侵害 | 美国国家食品与农业研究所 (usda.gov)| 2023年2月6日
3 土地退化和水资源短缺威胁全球粮食生产 – 联合国 | 联合国新闻 |2011年11月28日
4 87%的美国农业企业目前正在使用人工智能 – AgriNews| 2021年12月6日
5 人工智能市场规模与份额分析–行业研究报告–增长趋势 (mordorintelligence.com)| 2023
6 人工智能如何在农业领域兴起| 2023年2月2日
7 Fermata| 农业人工智能病虫害检测 | 2023年
8 FarmVibes.AI – 微软研究院| 2022年10月6日
9 迪米特拉| 2023
10 约翰迪尔
