今天(tiān)的(de)农業如(rú)何影響你的(de)一(yī)天(tiān)?如(rú)果(guǒ)你住在(zài)城(chéng)市(shì)里(lǐ)，你可(kě)能(néng)会(huì)和(hé)生(shēng)産食材的(de)农场(chǎng)和(hé)农田(tián)失去(qù)聯系(xì)。农業是(shì)我(wǒ)们(men)生(shēng)活的(de)核心部(bù)分(fēn)，但我(wǒ)们(men)常常認为这(zhè)是(shì)理(lǐ)所(suǒ)當然的(de)。

　　今天(tiān)的(de)农民(mín)面(miàn)臨着巨大(dà)的(de)挑战——用(yòng)越来(lái)越少(shǎo)的(de)土(tǔ)地(dì)養活日(rì)益增长(cháng)的(de)世界人(rén)口。到(dào)2050年(nián)，全(quán)球人(rén)口預计将增加到(dào)近(jìn)100亿(yì)，全(quán)球粮(liáng)食需求将增加500亿(yì)。%。随着粮(liáng)食需求的(de)增加，土(tǔ)地(dì)、水等資源将承受更(gèng)大(dà)的(de)壓力。农業的(de)固有(yǒu)可(kě)變(biàn)性(xìng)，如(rú)天(tiān)气(qì)条(tiáo)件(jiàn)的(de)變(biàn)化(huà)，以及(jí)雜草(cǎo)和(hé)害蟲的(de)威脅，也(yě)会(huì)对农民(mín)的(de)生(shēng)産能(néng)力産生(shēng)相應(yìng)的(de)影響。智能(néng)机器是(shì)生(shēng)産更(gèng)多(duō)食物(wù)的(de)唯一(yī)方(fāng)法(fǎ)，它(tā)可(kě)以幫助有(yǒu)困难的(de)农民(mín)提(tí)供更(gèng)高(gāo)的(de)一(yī)致(zhì)性(xìng)、準确性(xìng)和(hé)效率，同(tóng)时(shí)使用(yòng)更(gèng)少(shǎo)的(de)資源。

　　面(miàn)臨的(de)难题

　　随着抗滅草(cǎo)劑和(hé)雜草(cǎo)的(de)興起(qǐ)，有(yǒu)效的(de)解(jiě)決方(fāng)案(àn)越来(lái)越少(shǎo)。全(quán)世界的(de)农民(mín)都需要(yào)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)的(de)方(fāng)法(fǎ)来(lái)控制雜草(cǎo)。BlueRiver就(jiù)是(shì)这(zhè)樣(yàng)一(yī)家(jiā)致(zhì)力于(yú)建設下(xià)一(yī)代(dài)智能(néng)农業設備的(de)企業!他(tā)们(men)的(de)公(gōng)司願景是(shì)希望农民(mín)使用(yòng)这(zhè)些(xiē)智能(néng)工具来(lái)調节(jié)雜草(cǎo)，降低(dī)成(chéng)本(běn)，從而(ér)促進(jìn)农業的(de)可(kě)持(chí)續發(fà)展(zhǎn)。

　　雜草(cǎo)中(zhōng)的(de)滅草(cǎo)劑耐藥性(xìng)越来(lái)越高(gāo)，BlueRiver的(de)解(jiě)決方(fāng)案(àn)也(yě)從这(zhè)里(lǐ)開(kāi)始(shǐ)。

　　智能(néng)化(huà)农業設備應(yìng)該是(shì)什(shén)麼(me)樣(yàng)子?

　　BlueRiver的(de)鋤草(cǎo)机器人(rén)集成(chéng)了(le)攝像机、计算机视覺、机器學(xué)習和(hé)机器人(rén)技術(shù)，從而(ér)制造出(chū)一(yī)種(zhǒng)智能(néng)噴霧(wù)器，它(tā)能(néng)在(zài)田(tián)間(jiān)行駛，並(bìng)能(néng)迅速瞄準並(bìng)噴洒雜草(cǎo)，使作(zuò)物(wù)完好(hǎo)無損。

　　机器需要(yào)立即決定(dìng)什(shén)麼(me)是(shì)农作(zuò)物(wù)，什(shén)麼(me)是(shì)雜草(cǎo)。當机器来(lái)到(dào)田(tián)野时(shí)，高(gāo)分(fēn)辨率攝像头(tóu)会(huì)以高(gāo)幀頻率收(shōu)集图(tú)像。BlueRiver的(de)開(kāi)發(fà)团(tuán)隊利用(yòng)PyTorch開(kāi)發(fà)了(le)卷(juǎn)積神經(jīng)网(wǎng)络(CNN)对每幀图(tú)像進(jìn)行分(fēn)析，生(shēng)成(chéng)關(guān)于(yú)作(zuò)物(wù)和(hé)雜草(cǎo)位(wèi)置的(de)精确像素图(tú)。一(yī)旦所(suǒ)有(yǒu)的(de)植物(wù)都被識别出(chū)来(lái)，每一(yī)種(zhǒng)雜草(cǎo)和(hé)作(zuò)物(wù)都被映射到(dào)田(tián)間(jiān)位(wèi)置，机器人(rén)只(zhī)噴雜草(cǎo)。整个(gè)过(guò)程基于(yú)ms，因为效率很重(zhòng)要(yào)，农民(mín)可(kě)以覆蓋盡可(kě)能(néng)多(duō)的(de)土(tǔ)地(dì)。

　　为支持(chí)机器學(xué)習(ML)BlueRiver基于(yú)NVIDIAJetsonAGXavierEdgeAI平台(tái)，以及(jí)机器人(rén)技術(shù)堆(duī)栈，構建了(le)计算單元(yuán)。由(yóu)于(yú)所(suǒ)有(yǒu)的(de)推理(lǐ)都必須立即發(fà)生(shēng)，而(ér)且(qiě)上(shàng)傳到(dào)雲(yún)上(shàng)需要(yào)很长(cháng)时(shí)間(jiān)，因此(cǐ)需要(yào)使用(yòng)邊(biān)緣计算設備在(zài)當地(dì)直(zhí)接結算。BlueRive的(de)開(kāi)發(fà)团(tuán)隊認为，基于(yú)JetsonAGXXavier计算單元(yuán)的(de)机器人(rén)的(de)總(zǒng)计算能(néng)力相當于(yú)IBM的(de)超級计算机BlueGene(2007)。这(zhè)樣(yàng)，它(tā)就(jiù)可(kě)以成(chéng)为世界上(shàng)任何移动机械中(zhōng)最(zuì)高(gāo)的(de)计算能(néng)力!

　　建立野草(cǎo)檢验(yàn)模型

　　研究人(rén)員和(hé)工程师(shī)团(tuán)隊負責訓练神經(jīng)网(wǎng)络模型，用(yòng)于(yú)識别莊稼和(hé)雜草(cǎo)。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)具有(yǒu)挑战性(xìng)的(de)問(wèn)题，因为许多(duō)雜草(cǎo)看(kàn)起(qǐ)来(lái)像莊稼。專業的(de)农業藝術(shù)家(jiā)和(hé)雜草(cǎo)科學(xué)家(jiā)协助标(biāo)記(jì)人(rén)員正(zhèng)确标(biāo)記(jì)图(tú)像。

　　机器學(xué)習栈

　　在(zài)机器學(xué)習方(fāng)面(miàn)，BlueRiver的(de)技術(shù)团(tuán)隊有(yǒu)一(yī)个(gè)複雜的(de)堆(duī)栈。他(tā)们(men)使用(yòng)PyTorch来(lái)訓练所(suǒ)有(yǒu)的(de)模型。在(zài)PyTorch之(zhī)上(shàng)建立了(le)一(yī)组內(nèi)部(bù)庫，这(zhè)樣(yàng)他(tā)们(men)就(jiù)可(kě)以執行可(kě)重(zhòng)複的(de)机器學(xué)習實(shí)验(yàn)。团(tuán)隊的(de)職責分(fēn)为三(sān)类:

　　建立生(shēng)産模型，並(bìng)部(bù)署(shǔ)到(dào)机器人(rén)上(shàng)。

　　o对机器學(xué)習進(jìn)行實(shí)验(yàn)和(hé)研究，以不(bù)斷提(tí)高(gāo)模型性(xìng)能(néng)

　　o與(yǔ)机器學(xué)習，A/B測試，流程改進(jìn)，软(ruǎn)件(jiàn)工程數據(jù)分(fēn)析/數據(jù)科學(xué)

　　R&D团(tuán)隊之(zhī)所(suǒ)以選擇PyTorch，是(shì)因为它(tā)非(fēi)常靈活，易于(yú)調整。新(xīn)員工可(kě)以快(kuài)速掌握最(zuì)新(xīn)信(xìn)息，並(bìng)且(qiě)文(wén)檔非(fēi)常詳细(xì)。Caffe和(hé)Tensorflow在(zài)使用(yòng)PyTorch之(zhī)前(qián)得到(dào)了(le)廣泛的(de)應(yìng)用(yòng)。2019年(nián)，該团(tuán)隊決定(dìng)将其(qí)轉(zhuǎn)換为PyTorch，过(guò)渡是(shì)無縫的(de)。这(zhè)个(gè)框架可(kě)以同(tóng)时(shí)支持(chí)生(shēng)産模型的(de)工作(zuò)流和(hé)研究工作(zuò)流。

　　現(xiàn)场(chǎng)机器人(rén)布(bù)局(jú)模型

　　对生(shēng)産部(bù)署(shǔ)而(ér)言，团(tuán)隊的(de)首要(yào)任務(wù)之(zhī)一(yī)就(jiù)是(shì)在(zài)邊(biān)緣计算設備上(shàng)進(jìn)行高(gāo)速推理(lǐ)。假如(rú)机器人(rén)需要(yào)更(gèng)慢(màn)的(de)驅动力来(lái)等待推理(lǐ)，那麼(me)它(tā)在(zài)現(xiàn)场(chǎng)的(de)效率可(kě)能(néng)就(jiù)不(bù)会(huì)那麼(me)高(gāo)了(le)。所(suǒ)以，团(tuán)隊使用(yòng)TensorRT将网(wǎng)络轉(zhuǎn)換为NVIDIAJetsonAGXXavier優化(huà)模型。TensorRT不(bù)接受JIT模型作(zuò)为輸入(rù)，所(suǒ)以团(tuán)隊使用(yòng)ONNX将JIT轉(zhuǎn)換为ONNX格式，然後(hòu)使用(yòng)TensorRT轉(zhuǎn)換为TensorRT引擎文(wén)檔，直(zhí)接部(bù)署(shǔ)到(dào)設備。