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研究人员开发可简化作物收获的新算法
日期:2018-04-03 作者:编译:龚晶 来源:农科智库 点击:
     农民是数据分析领域的最新受益者。在过去的几年中,精准农业一直在帮助农民做出更明智的决策、获得更大的收益。但是,迄今为止的大多数研究都针对大型机器收割的原料作物,由无人机等其他工具完成数据收集。然而,伊利诺伊大学厄巴纳——香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的工业和企业系统工程数学教授理查德·索尔斯(Richard Sowers)和学生开发了一种新算法,该算法有望为农民提供关于手工采摘作物的有价值的信息。
    索尔斯与学生尼斯·斯瑞瓦斯塔瓦(Nitin Srivastava)和彼得·马内科斯基(Peter Maneykowski)一起开发了这种算法。该算法将有助于简化高度易腐烂的手工采摘作物的收割作业。他们的论文《人工采摘农业中的收获算法地理定位》(Algorithmic Geolocation of Harvest in Hand-Picked Agriculture)将发表在《自然资源模型》(Natural Resource Modeling)上。该论文介绍了在加利福尼亚州(California)奥克斯纳德(Oxnard)克利萨利达农场(Crisalida Farms)草莓采摘时进行的研究结果。不到一年前,索尔斯联合发表了一篇题为《手工采摘作物已准备好迎接精准农作技术》的论文,讨论了这些作物的时令和运输问题。
    “你们放在冰淇淋或麦片上的草莓,现在是由10名左右的工作人员手工挑选出来的,基本上每个工人的工资都是按盒计算,”索尔斯指出:“对于消费者来说,重要的是草莓质量卖相都不错。”
    索尔斯认为,在市场或当地杂货店出售的塑料保鲜盒中的草莓与在田间采摘时的草莓基本处于相同的状态。它们被装在一个箱子里,然后套上一个更大的箱子,再放在托盘上,最后装进卡车里。进入市场后整个流程便倒了过来。
    索尔说:“我感兴趣的一个点是这个采摘过程有人的参与。就像互联网浏览历史因人而异一样,工作人员采摘草莓的能力也不尽相同。这引出了一个问题,你如何看待该行业的数据?因为人的差异会产生巨大的影响。”
    “弄清楚田间情况是一个重要的问题,”他补充说:“鉴别出哪些地区产量更高或更低对于采摘策略可能大有价值。”
    收获期间,索尔斯的团队没有要求工人输入数据——这样会减慢收割进程,而是通过每个工作人员随身携带的智能手机上的GPS跟踪来确定每个工作人员的确切动作。根据这些数据,该团队开发了一种算法来预测装箱的数量。
    这些数据有望最终带来更精确的采收技术。例如,人们通常在田间的边缘地区开展质量控制,而且通常会有一些滞留的工作人员在排队等候。更多的数据可以更好地帮助规划提供这种控制的最佳时间,更好地安排叉车拾取托盘并将其放入冷却器。时间至关重要,因为炎热的天气会对农产品的质量产生巨大的影响。
    索尔斯说:“目前,我们只是在努力追踪。你无法管理不能衡量的东西。我们在试着测量田间实际发生的情况,而不是收集已经有人在收集的田地边缘的数据。如果你知道每段时间的收获量,你就能更好地安排和重新安排收割人员或者重新布置工作任务。”
    索尔斯进一步强调这种测量对行业的重要性,因为错误计算劳动力可能会使利润全无。
    他说:“如果发生这种情况,投入的所有营养物质(水、肥料、氮等)都会被浪费掉。如果你能更好地分配资源,并防止或减少一些浆果留在田间的时间,这就成功了。”
    该团队成功证明,这些行为可以被追踪和分析,并计划返回加利福尼亚州进行改进。
索尔斯说:“人们对这个行业的数据越来越珍视。我想回去做更大规模的研究,以便尝试将它扩大到生产级别。为了产生实际影响,我们需要有确定性地了解和处理数据,以帮助做出重新分配人员和优化领域布局的决策。”(来源:伊利诺伊大学工程学院    北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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