Новое приложение прогнозирует урожайность виноградников

Инженеры Корнельского университета и учёные-растениеводы объединились для разработки недорогой системы, которая позволяет производителям винограда прогнозировать урожай гораздо раньше в сезоне и более точно, чем дорогостоящие традиционные методы.

Новый метод позволяет виноградарю использовать смартфон для записи на видео виноградных лоз, объезжая виноградник на тракторе или гуляя там в ночное время. Затем он загружает свое видео на сервер для обработки данных. Система использует компьютерное зрение для повышения надежности оценок урожайности.

Традиционные методы оценки часто делаются вручную работниками, которые подсчитывают количество кластеров на виноградных лозах, а затем масштабировать их число на весь виноградник. Эта стратегия трудоемкая, дорогостоящая и неточная, со средним уровнем ошибок подсчета кластеров до 24% от фактического урожая. Новый метод снижает максимальное среднее количество ошибок почти вдвое.

«Это может по-настоящему помочь фермерам», — сказала Кирстин Петерсен, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Инженерного колледжа.

Петерсен является соавтором статьи «Недорогое, основанное на компьютерном зрении, прогнозирование количества скоплений до цветения на виноградниках», опубликованной в журнале Frontiers in Agronomy.

Когда рабочие вручную подсчитывают грозди на виноградной лозе, точность во многом зависит от человеческого фактора. В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что для панели из четырех лоз, содержащих 320 гроздей, ручной подсчет варьировался от 237 до 309. Рабочие подсчитывают количество гроздей на небольшой части виноградника, чтобы получить среднее количество гроздей в ряду. Затем фермеры умножают среднее значение на общее количество рядов, чтобы спрогнозировать урожайность виноградника. Когда количество кластеров неправильно подсчитывается, умножение только усиливает неточные прогнозы урожайности.

«Мы подсчитали, что по сравнению с нашей технологией, фермер должен вручную подсчитывать 70% своих лоз винограда, чтобы получить такой же уровень точности в своих прогнозах урожайности, — сказала Петерсен, — и никто этого не будет делать».

Высокотехнологичные и точные счетчики-роботы действительно существуют, но они стоят более 12 000 долларов, что делает их недоступными для мелких и средних производителей. Еще один недостаток — виноград считают ближе к созреванию, в конце сезона, в сентябре или октябре. Новый метод считает кластеры с мая по июнь.

Так же, читайте: Выращивание винограда: рекомендации специалистов

«Наличие хороших прогнозов в начале сезона дает фермерам больше времени, чтобы действовать на основе полученной информации», — сказал Харамилло, соавтор статьи. «На ее основании фермеры могут заранее обеспечить рабочую силу и покупателей. Или, если они производят вино, они могут приобрести необходимое количество оборудования для производства и упаковки. Если не учитывать все это заранее, у производителей ​​в конечном итоге может снизится прибыль».

Теперь неквалифицированный рабочий может просто ездить на тракторе с установленном на нем смартфоном вверх и вниз по рядам виноградника. Пока детали публичного релиза все еще прорабатываются, исследователи проведут полевые испытания приложения этим летом. Они предполагают, что это приложение будет с открытым исходным кодом, а компоненты машинного обучения будут настроены таким образом, чтобы пользователи просто загружали свое видео на сервер, который будет обрабатывать данные за них.

Источник: Корнельский университет