【2021/08/25 IEEE Spectrum】
俄羅斯是世界上最大的小麥出口國,佔世界小麥貿易的 20%,小麥仰賴聯合收割機於田間完成農作物收割、脫粒等等作業,聯合收割機駕駛員的任務不只是沿著田地行駛,還需同時控制脫粒滾筒等等收割作業,無法同時兼顧行駛安全和收割效率。除此之外,俄羅斯境內熟悉聯合收割機操作的人員更是越來越少,使得自動化系統需求提升。
過往農民認為只要在田邊放置GPS接收站,為農機具配置路線就可以完成農機具自動駕駛。然而,GPS系統無法精準判別農地邊界,導致採收不完整,或田地中的木頭或岩石等障礙物可能造成機械損害甚至危及駕駛安全。高效率的自動化農機具,應搭配感測器和人工智慧,以查看和了解周圍環境,而不是盲目遵循GPS導航指令。
俄羅斯Cognitive Pilot公司成立後致力於開發自動化聯合收割機,期望協助大型農場收割糧食作物,包括玉米、小麥、大麥、燕麥和黑麥。Cognitive Pilot將GPS與視覺化分析相結合,只需要在聯合收割機上安裝一個攝影鏡頭以及一個具有高效處理能力和神經網絡(neural networks),並連接到聯合收割機的控制系統,就可以開始運作。
Cognitive Pilot在與農民的合作計畫中發現,相同作物的外觀受不同氣候與光線條件影響,智慧辨識系統將面臨大量不同的田間狀況。為了建立更精準的系統,Cognitive Pilot開始大量蒐集作物於俄羅斯不同氣候、光照條件之影片進行自動學習訓練(unsupervised learning),快速校正、強化辨識能力,使自動駕駛系統更精確、可靠,適用於採收東歐十多種不同作物,並且能夠快速分析田間狀況。
Cognitive Pilot將該自動駕駛系統命名為Cognitive Agro Pilot,此系統適用於各種型號的聯合收割機,駕駛員僅需10分鐘便能學會操作。Cognitive Agro Pilot負責所有駕駛,並精準計算行徑路逕,確保收割全數作物,同時偵測障礙物位置,警告駕駛員並自動避開,駕駛員可以更專注於優化收割品質,只需於啟動與關閉時進行操控。
根據測試,搭載Cognitive Agro Pilot系統的收割機可使同一農田的收穫量增加3% 至5%,並將一個班次收穫量由20公頃提升至25-30公頃,作業效率較一般聯合收割機佳,更增加10%或15%的時間搶收作物。由於收割業者收入是由收穫量決定,使用Cognitive Agro Pilot系統可大幅提升工作效率並且幫助收割業者得到更多報酬,且系統的成本(約 10,000美元)只需一個季節便可回收。
Cognitive Pilot已將自動駕駛系統Cognitive Agro Pilot導入超過350台聯合收穫機(Combine harvester),在2020年夏秋兩季,從波羅的海(Baltic Sea)的加里寧格勒(Kaliningrad)到俄羅斯遠東地區的符拉迪沃斯托克(Vladivostok),行駛超過160,000公頃的田地,收穫720,000噸農作物。此系統可加快收割過程並提高收割效率,預計於2021年底在美國和南美洲上市。
未來,Cognitive Pilot公司將持續針對崎嶇地形進行測試,並且導入合成孔徑雷達技術(synthetic-aperture radar technology),使聯合收割機在低能見度和夜間也能進行作業。預測五年後,聯合收割機將達到完全自動化收割。

《產業發展中心 產業分析組 黃莉詠摘譯》
- 看更多參考資料:
https://en.cognitivepilot.com/
https://codertw.com/%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E8%AA%9E%E8%A8%80/560208/
https://baubibi.medium.com/%E9%80%9F%E8%A8%98ai%E8%AA%B2%E7%A8%8B-convolutional-neural-networks-for-computer-vision-applications-%E4%B8%80-e7059b3e0071
https://ictjournal.itri.org.tw/content/Messagess/contents.aspx?PView=1&MmmID=654304432061644411&MSID=1001517114142321327
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