Единица 1 / 11

Вовед во вештачка интелигенција и верификација дисциплина во земјоделското инженерство

Добивки:

  • Способност да се забележи каде вештачката интелигенција заштедува реално време во работниот тек на земјоделското инженерство и кои одлуки треба да останат одговорност на агрономот
  • Способност да се применат три прицврстувачки дисциплини кои вкрстено го потврдуваат секој излез на ВИ со редослед на големина, агрономска веродостојност и теренски докази
  • Препознајте ги ризиците од двосмисленост, халуцинација и приватност на податоците на земјоделците и навикнете се да поставувате безбедни известувања со анонимизирање на контекстот.

Земјоделското инженерство е уметност на управување со жив систем - почва, растенија, клима и луѓе - истовремено. Нивата никогаш не е иста двапати: истото семе, истото ѓубриво, истото наводнување дава различни приноси во различни години бидејќи времето, влагата на почвата, притисокот на болеста и стотици променливи постојано се во игра. Затоа земјоделството е професија која инхерентно работи со неизвесност. Вештачката интелигенција (ВИ; софтверски системи кои учат од обрасци на големи податоци и произведуваат текст, слики или бројки) е моќна алатка за управување со оваа несигурност, но исто така е алатка која може да ја скрие истата несигурност на опасно светлиот јазик. Оваа единица ги поставува двете основи врз кои ќе се гради целиот модул: каде во земјоделскиот тек на работа вештачката интелигенција произведува вистинска вредност и како го потврдуваме секој излез.

Да бидеме јасни од самиот почеток: ниту една од техниките што ќе ги научите во текот на овој модул нема да го замени потписот, теренското набљудување и инженерското расудување на квалификуван земјоделски инженер (агроном). Вештачката интелигенција е асистент; Брзо чита, брзо пишува, фаќа шаблони. Но, ако погрешен рецепт за ѓубриво го загади коритото на потокот, ако погрешна доза на пестицид остави остатоци на културата и ја нарушува безбедноста на храната, ако неисправниот план за наводнување ја претвори почвата неплодна, одговорноста не е на софтверот, туку на инженерот што го потпишал. Оваа реченица повторно ќе ја видите во различни форми во секоја единица од модулот, бидејќи ова е единствената вистина во професијата каде што е загрозена безбедноста на животната средина и храната.

Каде вештачката интелигенција создава вредност во работниот тек на земјоделството?

Неделата на агрономот е грубо поделена на три вида работа: подготовка на податоци (читање извештаи за анализа на почвата, уредување белешки на терен, чистење табели со сензори), толкување и анализа (проценка на здравјето на растенијата, дијагноза на болеста, планирање на вештачко ѓубриво и наводнување, проценка на приносот) и комуникација (извештај од земјоделец, рецепт, евиденција за сертификација, официјална кореспонденција). ВИ ги допира сите три области, но нејзиниот придонес и ризикот се различни во секоја од нив.

Подготовката на податоци е најбезбедното и најпрофитабилното поле на вештачката интелигенција. Претворање на расфрланите теренски набљудувања во стандардна табела, внесување на различни формати на извештаи од различни лаборатории во еден шаблон, означување на оддалечените точки во илјадници линии записи од сензорот за влага - тоа се задачи кои се повторуваат, се засноваат на правила и лесни за проверка. Дури и ако има грешка овде, ќе бидат потребни неколку минути за да се вратите на изворот (необработени податоци) и да го проверите.

Областа на толкување и анализа носи најголема вредност и најголем ризик. ВИ може да предложи можна зона на воден стрес од мапата NDVI; Ова може да открие шема што дури и на искусното око може да му недостасува на големо поле. Но, истиот модел може самоуверено да ја опише болеста што не постои во тој регион како „распространета закана“. Кога моделот произведува информации кои не постојат во реалноста како да се реални, тоа се нарекува халуцинација. На ова поле, вештачката интелигенција е генератор на хипотези, а не носител на одлуки.

Во областа на комуникациите, вештачката интелигенција е нацрт-акцелератор. Изготвува извештај за информации за земјоделците, резиме на литература или текст за апликација за сертификација за неколку минути. Ризикот овде е дека измислените извори и неточните дози може да го најдат патот до фармерот или до субјектот на ревизија незабележано во тековниот текст.

Совет: Пред да и дадете работа на вештачката интелигенција, запрашајте се: „Како ќе знам дали овој излез е погрешен и колку време ќе биде потребно за да се поправи? Ако одговорот е минути (чистење на податоци), користете го удобно; Ако одговорот е „Нема да разберам додека производот не се оштети“ (одлука за дозирање), не заборавајте да проверите независно.

Дисциплина за валидација: Правило за три сидра

Срцето на овој модул е единствена навика: да не се инкорпорира никаков излез на вештачка интелигенција во агрономска одлука без да се потврди. Ние ја засноваме валидацијата на три независни сидра.

Прво сидро - Ред на големина. Дали резултатот е приближно во рамките на очекуваната моќност од 10 опсег? Потребата за чист азот по декар во пченица е типично од редот на 10-18 kg; Ако моделот изгуби 60 кг по декар, има единечна или грешка при уредување и може да се разбере без да се навлегува во детали. Стапката на проток на системот за наводнување капка по капка е од редот на литри на час; Ако моделот дава кубици, тоа е глупост. Оваа проверка трае неколку секунди и ги фаќа повеќето грешки.

Второ сидро - Агрономска разумност. Дали резултатот е конзистентен со биологијата на културата и климата во регионот? Ако моделот препорачува садење зимска пченица во средината на летото; или ако смета тропски штетник кој никогаш не бил виден во регионот како главна закана, или има грешка во градбата или моделот е глупост. Фенологијата (фазите на развој) на културата, типот на почва и локалната клима се филтерот на веродостојноста што секој предлог мора да го помине.

Трето сидро - Теренски доказ. Ова е најсилното сидро. Земен примерок со шнекер за почва, анализа на листовите, визуелно броење на терен, читање на сензорот за влажност. Стрес сигнал од сателитот се тестира со одење во истата област и гледање во фабриката. Прелиминарната дијагноза на болеста се потврдува со земање примерок и во лабораторија. Приземната вистина секогаш победува.

Три мини случаи: според бројките

Случај 1 - Заштедено време во толкувањето на извештајот за почвата. Земјоделски инженер рачно ги сумираше извештаите за анализа на почвата на 38 различни парцели (секоја во различен лабораториски формат); просечно 20 минути по извештај, околу 13 часа вкупно. Со работниот тек на графикони напојуван со вештачка интелигенција, тој го намали првиот нацрт на 4 минути по извештај, а преостанатото време беше посветено на рачно потврдување на праговите. Вкупното време падна на околу 5 часа; Она што беше критично беше дека стекнатото време беше потрошено на контрола.

Случај 2 - Заробена халуцинација. Кога практикантот побарал од вештачката интелигенција да ја сумира историјата на болеста на лозје, текстот ја вклучувал реченицата „Доминантен притисок на цитрус Huanglongbing (HLB) во регионот“. Меѓутоа, во парцелата имало лозја (грозје), а не цитрус; Моделот ги збуни информациите за друг производ. Филтерот за агрономска веродостојност (шемата на сечење не е во согласност со HLB) ја откри грешката пред да се потпише извештајот.

Случај 3 - Грешка во единицата. Во една пресметка за ѓубриво, моделот ја помеша препораката по декар со препораката по хектар, зголемувајќи ја дозата на азот за фактор 10 (бидејќи 1 хектар = 10 декари). Проверете го редоследот на големината - „оваа парцела не може да содржи 15 kg, туку 150 kg чист азот“ - веднаш ја откри грешката. Да се ​​имплементираше, ќе имаше и економска штета и загадување со нитрати.

Слаба навестување / Силен навестување

Промпт е писмена инструкција што ја давате на вештачката интелигенција; Неговиот квалитет директно го одредува квалитетот на излезот.

Слаба навестување:

Оценете ја состојбата на ова поле и кажете ми што да правам.[податоци]

Моќен потсетник:

Вашата улога: Виш земјоделски инженер (агроном). Толкувајте ги следните податоци од теренот САМО врз основа на дадените информации. - Не додавајте производ, болест, ѓубриво или вредност што ја нема во податоците. - Покажете ја линијата со податоци на која се базирате со загради до секој коментар. - Напишете „податоци недоволни“ онаму каде што не сте сигурни, не погодувајте. - Не давајте препораки за дозирање и лекови; Наместо тоа, направете посебна листа од 3 претпоставки што треба да се потврдат. Податоци: [податоци од теренот]

Силниот поттик наметнува три работи на моделот: држете се до изворот, признајте ја несигурноста и препуштете ја критичната одлука (доза) на инженерот. Ова не ја прекинува целосно халуцинацијата, но ја прави видлива.

Четири шаблони за копирање

1) Воспоставување анонимизиран контекст:

Би сакал помош за земјоделско инженерство. Името на земјоделецот, координатите на теренот, ID на парцелата и информациите за трошоците се ДОВЕРЛИВИ; Ќе ги дадам со репрезентативни изрази како „Фармер-А“, „Парцела-1“, „Х координата“. Задача: [задача]. Не додавајте вонредни претпоставки само врз основа на техничките податоци што ги давам.

2) Три барања за верификација на сидро:

Направете три проверки за следниот резултат:1) Редослед на големина: дали секој број е во очекуваниот опсег за културата/регионот?2) Агрономска веродостојност: дали постои конфликтно тврдење со биологијата/климата на културите?3) Список за верификација: ставки што треба да се потврдат на терен/лабораторија. Излез: [текст]

3) Спроведување на двосмисленост:

Дајте го вашето толкување на три нивоа на доверба: - Висока доверба (директно поддржана од податоци) - Средна доверба (разумен агрономски заклучок) - Ниска доверба (шпекулации; потребна е потврда на терен) Напишете ја секоја ставка означувајќи го неговото ниво.

4) Проекција на црвено знаме пред одлуката:

Наведете ги 3-те најсериозни ризици (еколошки, безбедност на храна, економски) кои би можеле да се појават ако го следам овој предлог и знаците за рано предупредување за секој од нив.

Табела со основни концепти

термин

Значење

Зошто е важно?

агроном

Земјоделски инженер, специјалист за земјоделско производство

Конечна одговорност за критичните одлуки

халуцинација

ВИ произведува непостоечки информации со сигурност

Најголем ризик од доверба без верификација

фенологија

Фази на развој на растението (никнување, цветање...)

Основа за закажување одлуки

Приземната вистина

Директно набљудување/мерење на терен

Сидро за автентикација на сите далечински податоци

NDVI

Индекс на виталност на вегетацијата

Суштинска алатка за далечинско следење на здравјето

Вообичаени грешки

  • Погрешно флуентност со точност. Прекрасниот, самоуверен турски јазик на вештачката интелигенција не покажува дека излезот е точен; Најопасните халуцинации се најтечни.
  • Мислејќи дека проверката е губење време. Ако не го потрошите заштеденото време на проверка, вештачката интелигенција ќе ја забрза грешката во ваше име.
  • Споделување чувствителни податоци како што се. Координатите на земјоделците, приносот и трошоците се работи на сопственост и доверливост; Не споделувајте без анонимизирање.
  • Препуштање на критичната одлука за дозирање на АИ. Дозите за ѓубрива, пестициди и за наводнување бараат калибрација на теренот и законодавство; ВИ произведува само нацрти.
  • Да се ​​биде задоволен со едно сидро. Гледајќи го само редот на големината и испуштањето на веродостојноста и теренските докази ги заобиколува суптилните грешки.
Внимание: Кога вештачката интелигенција ќе ви каже „има болест Х во оваа област“, ​​ова е хипотеза, а не дијагноза. Дијагноза; Примерокот се поставува со одобрение од лабораторијата и овластениот инженер.

Сумирано

Вештачката интелигенција е најбезбедната алатка во подготовката на податоците, забрзувач во комуникацијата и највредната и најризичната алатка во толкувањето и анализата во земјоделското инженерство. Основата на овој модул се три дисциплини за прицврстување: тестирање на секој излез според редот на големина, агрономска веродостојност и теренски докази. Халуцинацијата е реална, флуентноста не е точност, а одговорноста за критичните одлуки секогаш е на агрономот што потпишува. Во следните единици, ќе ја примениме оваа дисциплина за прецизно земјоделство, NDVI, почва, наводнување, болести, клима, принос, Python и следливост еден по еден.

Задача за апликација

За полето што го имате (или репрезентативно), прашајте ѝ на вештачката интелигенција прво слабо известување („Што треба да направам на ова поле?“), а потоа истото прашање со шаблонот за силна промпт во оваа единица. Поставете ги двата излеза еден до друг и означете: (1) кои реченици содржат информации што не се во податоците (халуцинација на кандидатот), (2) кои броеви не го проверуваат редоследот на големината, (3) 3 ставки што треба да ги потврдите на терен. Во еден пасус, напишете кои грешки ги прави видливи моќниот потсетник.

листа за проверка

  • [ ] Ја класифицирав задачата како подготовка на податоци / толкување / комуникација и го одредив нивото на ризик.
  • [ ] Го анонимизирав идентитетот на фармерот, координатите и информациите за трошоците.
  • [ ] Го тестирав излезот за големина, агрономска веродостојност и теренски докази.
  • [ ] Ги означив речениците за кандидат за халуцинација и ги вратив до изворот.
  • [ ] Ја оставив критичната одлука за доза/лек/наводнување на одобрение на овластениот инженер.