Искусственный интеллект поможет с деградацией почвы на всей планете

Около трети земной поверхности уже подверглось деградации. Согласно оценкам ООН, свыше 2,6 миллиардов людей испытывают негативные последствия ухудшения состояния земель, а мировые экономики теряют до 10,6 триллионов долларов ежегодно из-за утраты "экосистемных услуг", то есть благ, получаемых человечеством от природы, включая продовольствие и воду. В связи с этим предпринимаются активные шаги по защите и восстановлению здоровья почв с использованием передовых научных достижений, в том числе искусственного интеллекта.

Ухудшение состояния почвы является ключевым фактором деградации земель, что приводит к сокращению биоразнообразия, наносит ущерб флоре и фауне, провоцирует песчаные и пыльные бури и отрицательно сказывается на урожайности. Деградация почв также влияет на климатическую регуляцию и водный баланс, социально-экономическую сферу, продовольственную безопасность и миграционные процессы.

Новейшие интеллектуальные технологии, такие как ИИ, спутниковый мониторинг и анализ больших данных, предоставляют уникальную возможность для повышения эффективности защиты почв, позволяя отслеживать их состояние в режиме реального времени и принимать взвешенные решения на уровне политиков, аграриев и местных сообществ.

Профессор Нима Шокри из Технологического университета Гамбурга (TUHH) возглавляет исследования, направленные на применение ИИ, алгоритмов и современных моделей для углубленного анализа и прогнозирования состояния почв.

Согласно словам ученого, возглавляющего исследования по использованию ИИ для анализа почв, разработан первый глобальный атлас засоления почв с учетом различных климатических сценариев, созданный с применением методов на основе ИИ. Анализ показал, что к 2100 году засушливые районы Южной Америки, Австралии, Мексики, юго-запада США и Южной Африки станут главными очагами засоления.

Также, с использованием спутниковых данных, ИИ и анализа больших данных было выявлено, что увеличение засоленности почвы приводит к снижению содержания органического углерода, важного компонента здоровой почвы.

Эти исследования демонстрируют преобразующий потенциал ИИ в понимании процессов деградации почв и управления земельными ресурсами.

Восстановление земель возможно, о чем свидетельствует опыт Лессового плато в Китае, где благодаря инвестициям в лесовосстановление и устойчивое земледелие удалось остановить деградацию.

Проект EthioTrees в Эфиопии также направлен на борьбу с деградацией земель.

ИИ может масштабировать успешные усилия по восстановлению почв, требующие координации в разных секторах.

В рамках проекта AI4SoilHealth, финансируемого Европейской комиссией, ИИ используется для мониторинга здоровья почвы в Европе. Интеграция спутниковых снимков с данными о свойствах почвы позволяет создавать масштабируемые модели и принимать решения для защиты почв от будущих угроз.

В России уже реализуется ряд проектов, использующих возможности искусственного интеллекта (ИИ) в аграрном секторе.

• Система "МОЛОКО 2.0" предоставляет инструменты для управления животноводством. Она анализирует влияние кормов на продуктивность, здоровье и поведение крупного рогатого скота, формируя рекомендации по кормлению, размножению и родовспоможению, а также упрощает ведение документации и планирование.

• Система Cognitive Agro Pilot, основанная на ИИ, обеспечивает автономное управление сельскохозяйственной техникой. Она обрабатывает видеоизображения, определяет местоположение и траекторию движения комбайнов или тракторов на полях, разрабатывает оптимальные маршруты и управляет машинами.

• Для автоматизации тепличного хозяйства разработан проект Autonomous Greenhouse Challenge. Искусственный интеллект управляет ростом растений, стремясь снизить издержки производства и увеличить урожайность.

• Робот BotANNIC предназначен для уменьшения потерь урожая фруктов, вызванных вредителями или болезнями. Этот "садовник" на базе ИИ передвигается по саду, выявляя поврежденные плоды.

• Платформа Plastilin, использующая нейронные сети, нацелена на ускорение цикла роста сельскохозяйственных культур на 2–4 года (вместо обычных 8–12 лет). Алгоритмы отбирают лучшие экземпляры растений с желаемыми генетическими характеристиками.

• "Ростелеком" внедрил проект "Цифровой улей" в пчеловодстве. Улей, оснащенный датчиками, контролирует температуру, влажность, состав воздуха и другие важные параметры.