精准喷洒除草剂，这支AI农业大军想要喂饱全世界！

【AI星球（微信ID：ai_xingqiu）】1月26日报道 （编译：小白）

编者注：如果进展顺利，这支AI机器人大军不仅能够解决全球饥饿问题，还能杜绝除草剂、恢复表层土并降低碳排放量。

2014年10月某个晴朗的一天，Jorge Heraud正在加州的一片生菜地里聚精会神地“劳作”。翠绿色的叶子，黝黑的土壤，在他周围无限延伸。Heraud来这里是为了测试“Potato”——这是一个原型机器人，你可以称之为农业版的苹果1代原型机。这个机器的任务是把发育不良的生菜去掉，让长势可喜的生菜有足够的空间成长。Potato有点像大型的佩兹糖果盒，装在附着在拖拉机后边的支架上。机器人通过安装在支架上的摄像头“检查”幼苗。Potato可以在数毫秒之内识别强壮的植物，并通过喷洒过量的肥料弄死瘦弱的幼苗。

准确来说，这是Heraud对这些机器的期望效果。不过眼下，还没到这程度。机器人在控制环境下鲜有出错，但是Potato的精密设备容易受到高温、灰尘和来自拖拉机震动的干扰。大概每半小时，控制Potato的电脑显示屏就会蓝屏死机。随着失败次数的增加，Heraud的煎熬也在加剧。连续几个月，他的团队测试了十几个版本的Potato。所有这些第一代测试原型最终形成了他们已经正式推出的产品LettuceBot，这款机器人目前已经开始向农场主们出租。

两天后，他必须在董事会上给自己的投资者们一个交代。他们已经向他的创业公司投资了1300万美元，现在他们想看到一个可靠的产品。LettuceBot跟最初他承诺的产品相距甚远。他描绘了一个除草机器人，可以执行更加复杂的任务从而从根本上减少除草剂的使用。这样一个工具足以颠覆价值280亿美元的传统行业，同时还能拯救土壤微生物，拯救无数的水上和两栖物种，恢复世界水道的纯洁。 他甚至为此将公司命名为“Blue River Technology”——蓝河科技公司。

但是当Heraud向董事会坦白田野测试的失败时，这些投资人非但没有罢免他反而鼓励他扭转败局。在接下来的一年里，他和自己团队里的20名工程师夜以继日地工作，重新设计风扇，制作托架，更换材料，重新配制化学剂。到2015年末，他们终于开发出一个运行流畅的LettuceBot。到2017年初，全美种植的五分之一的生菜，都曾被LettuceBot处理过。

Heraud和他的投资者们自然对成功感到十分高兴。但好消息还在后头。首先是微芯片制造商Nvidia发布了一个具有超强处理能力的计算平台，尽管该平台专为无人驾驶车的导航系统设计，假如用在农业机器人上的话也就意味着可以处理更多移动相机抓取的数据。但最令人意想不到的是在2017年9月，老牌拖拉机公司迪尔公司有意以3.05亿美元价格收购Blue River。农业领域的最古老品牌的加入，让Heraud更加有信心——他的目标，不仅在于杜绝全球范围内的农药使用，更要从根本上改变我们种植食物的方式。

Blue River一共有72名员工。这些人中，只有极少部分，包括Heraud自己和他的联合创始人Lee Redden有过真正干农活的经历；其他大多数都是软件和机械工程师，毕业自各个顶尖学校如哈佛、斯坦福、牛津等。

47岁的Heraud来自秘鲁利马。暑假通常在他祖父母的农场上度过。农场也在利马，在那里他们种有200多英亩的番茄和水稻。虽然他很喜欢农场上部分生活，但是那些地里的农活简直要让人疯掉。“我很小时候就发现，农场，哪怕是很小一个，差不多就像一个户外工厂，”他说，“我们在田里弯腰挑草，站起来，再弯腰挑草……这种累活就应该机器来做。”

Heraud在学校里成绩出色，14岁的时候就能为他父亲设计软件。大学的时候，他还一边打工为工厂开发自动喂鸡项目。随后，他又进入斯坦福大学深造，毕业后，他在一家早期专注GPS技术的公司Trimble工作。在那里，他带领一堆工程师设计了第一款自动驾驶拖拉机，如今发达国家80%的粮食生产都跟这项技术有关。2008年，他晋升为Trimble的商业发展总监，收购了一系列公司。这时候，他萌生了自己创业的愿望。他回到斯坦福继续攻读行政工商管理硕士。期间他在学校内网上发表了名为“让我们一起解决农业中的最严峻问题”的帖子。通过这个帖子，Heraud结识了跟他有着相似童年经历的Redden。

Heraud调查了农业行业的灾害：墨西哥湾和波罗的海的缺氧死亡区，蜜蜂的集体死亡，土壤退化，以及从过敏到癌症等的人类健康问题等等。“一切的一切，都跟人类盲目、大规模地喷洒化学物质有关，”Heraud说。于是，Heraud和Redden想，如果他们教会机器分辨农作物和杂草，那么就可以机械化地除掉杂草或者用其他一定剂量的无毒物质杀死这些杂草。但是经过几个月的研究，他们非常失望地发现，除了除草剂，没有更有效的方法了。“不管是用电还是热液去除杂草，都比化学剂费时还费电——有时候还没有效果，”Heraud说。这些方法或许可以消灭掉可见的杂草，但是杂草的根还是好好的。让机器人用机械钳把杂草连根拔起，那就更不现实了。所以，他们只能退而求其次：想办法精准地喷洒农药。

创业初期，Heraud曾找过Monsanto和Syngenta这两家公司的投资部门。这两家公司都属于Heraud试图用除草机器人取而代之的那个行业内的巨头。他想获得这些公司的化学家和植物学家资源，以及跟主流农场主合作在田野中测试原型机器人的机会。

杂草有着极强的适应力和繁殖力。杂草界的成吉思汗——最顽固最难以铲除的——要数藜草，又名长芒苋。它可以长到10英尺高，单株可生产一百万粒种子。被藜感染的农田，将不得不花费数亿来去除这些杂草，同时又提高了植物变异的可能性，从而免疫某一种除草剂。几十年来，Monsanto和Syngenta这些公司的化学家一直在跟杂草做斗争。他们试图开发对杂草有效但不影响农作物的除草剂，结果不可行。于是，他们基因改造农作物，人为地让这些作物不受除草剂草甘膦的影响，这样农场主就可以肆意喷洒除草剂了。这个办法一开始有效，但随着草甘膦的过度滥用，反而变异出了超级杂草。2006年，一名棉花农场主发现他喷洒的除草剂不再像以前那样可以杀死长芒苋。两年后，在美国有1000万英亩的杂草对除草剂免疫，到2012年，这个数字增长到3000万英亩，如今，已经高达7000万英亩，相当于整个内华达州的大小。

化学公司只好重新配制化学剂。但那顽强的长芒苋，依旧在美国的农田里肆虐。

但是如果机器人可以精准的喷洒除草剂，那么之前18种被认为过于危险而无法广泛使用的除草剂就可以使用了。

于是在初夏的某一天，Heraud来到了阿肯色州的玛丽安娜——盛产棉花的地方。他将在这里测试他的第一个除草机器人See & Spray。一个看起来有点像大型蓬蓬裙的纺织圆球鼓在Blue River的拖拉机后面，用来保护机器人免受灰尘和雨水的干扰。八台计算机堆放在圆球保护盖下面，在被保护好的机器人上面是三个大水箱，里面装有满满的染成蓝色的水，用于在测试中模拟除草剂。

在拖拉机的驾驶室里，一名软件工程师正从笔记本电脑上观察机器人摄像头传来的土壤照片。See & Spray正在扫描作物，Heraud解释说，仅仅30毫秒——一眨眼的功夫，它就可以区分棉花和杂草，然后决定喷洒多少除草剂和喷洒在哪里。

噗呲，噗呲，噗呲——设备上的128个喷头在8排棉花地里勤快地喷洒着“除草剂”。蓝色染料精准地喷洒在杂草上的长方形区域。“啊！看哪里——喷错了，”农场主Reed一边指着幼苗上的一块蓝色斑点，一边开玩笑说，“要是真的除草剂的话，我的小棉花就被你杀死了。”

“所以我们没有用红色染料，”Heraud说，“那样的话看上去太血腥了。”

早期在尤马的农田里工作的时候，LettuceBot还真的“谋杀”过大片的生菜，对着一片又一片的生菜幼苗喷洒高浓度的肥料。随后，他的团队给机器人增加了一个自动终止喷洒的功能，即在持续喷洒超过5秒后，自动停止。为了弥补农场主的损失，LettuceBot免费为他们清理了另外100英亩生菜田。

在Reed的农田里，我们发现很多被喷上了蓝色染料的棉花作物，但边上的杂草上却什么都没有。机器人在遇到矮小干枯的棉花时便会犯错。See & Spray能够识别很多种类的棉花，但眼前的这些跟程序预设的相比，显得不那么健康。机器人还需要识别大量的棉花图片来更加准确的区分作物和杂草。机器人从图像库里寻找图片然后进行区分决策的能力，我们如今称之为“深度学习”。

目前，虽然See & Spray会不时地犯些小错误，但大多数时候运行完美。突然，Heraud激动地一拍大腿，喊道：“就是那里！”他指着一株被杂草包围的棉花。机器人完美地给周围的杂草都喷上了除草剂，唯独中央的那株幼苗安然无恙。

当Heraud看到的是减少化学剂使用的希望时，Reed看到的是节省成本的希望。鉴于他的位置，除草剂的开销占到了他总支出的40%，他每年至少要花费5万美元在除草剂上。以往，一英亩棉花地需要使用20加仑除草剂。几周测试下来，See & Spray可以仅用2加仑除草剂解决掉一英亩地的杂草。另外，除草机器人也是非耕耘农业的一大优势。虽然耕耘可以在不使用化学剂的情况下除掉杂草，但同时这种方式也会导致土壤流失干枯，扰乱微生物，杀死蚯蚓，释放其中的碳。减少耕耘的次数，则可以减少燃料成本和灌溉需求。

看着See & Spray在田间忙碌，Heraud已经开始酝酿生产实惠型机器人的计划。他预计，公司将会在2020年初和2021年分别在美国和欧洲推出See &Spray机器人。当然，这一切少不了Deere的帮助。Deere的机械工程师、制造工厂和全球1万多家经销商，让Heraud的目标实现起来更加高效。

Deere的总裁John Teeple说：“毫无疑问，Blue River将会成为农业领域内机器人和深度学习应用的领导者，收购Blue River将会为我们带来绝好的协同效应。”

在Deere的支持下，Heraud的下一步打算是推出施肥机器人。肥料是毒藻类泛滥的罪魁祸首，大量的毒藻不仅导致鱼类死亡，也让湖泊不适于游泳。相比于花费在除草剂上的成本，农场主每年耗在肥料上的资金更多，高达1500亿美元，是前者成本的10倍以上。如果施肥机器人能成功，那无疑又是一大进步。但挑战也是巨大的：施肥机器人将需要更广泛的视觉信号——如作物叶子的颜色、大小、质地等，然后还要从这些数据分析作物的健康状况并决定该喷洒多少肥料。“虽然对处理性能有很大的要求，但这并非不可实现，”Heraud说。