酿酒商有一个很棒，虽然不寻常的技巧来酿造风味更浓郁的葡萄酒——那就是不给葡萄藤浇水。在收获前不久让葡萄藤干旱，它们就会结出更小的葡萄，果皮更多，汁液更少。更小的葡萄酿出的葡萄酒颜色更深，风味更复杂。
Trinchero Family Estates 位于加利福尼亚州纳帕谷，他们想确保自己的葡萄得到适量的浇水，因此他们与 Ceres Imaging 合作绘制了他们的田地地图。Ceres 使用固定翼飞机捕捉葡萄园的彩色、热成像和红外图像，并利用人工智能分析这些图像，以确定葡萄酒生产商是否过度浇灌了葡萄。
结果发现，在葡萄园的某些区域，Trinchero 确实过度浇灌了。他们的葡萄酒专家发现，过度浇水的区域也生产出风味稍差的葡萄。该公司现在使用成像技术来确保葡萄藤的浇水量不过多或过少，并查找灌溉系统中的泄漏。
这项技术代表了农业的前沿。像 Ceres、Prospera、Farmers Edge 和 Climate Corporation 这样的高科技公司正在利用人工智能帮助农民决定何时种植、灌溉、喷洒和收获作物。随着气候变化加剧了中西部地区的暴雨，并加剧了加利福尼亚州的干旱，这项技术还可以帮助种植者应对更严重、更不稳定的天气。
Prospera 的首席执行官 Daniel Koppel 表示：“今天的灌溉系统向田地里的所有植物输送相同量的水，即使每株植物保持水分的能力不同。此外，植物需要的水量取决于植物的年龄和大小，是结果还是开花等等。” Prospera（除其他外）分析了安装在移动喷淋系统上的摄像机拍摄的图像。
例如，公司可以使用热成像来查看作物是否获得了足够的水。干渴的作物往往比其他作物温度稍高。这是因为，通常情况下，植物会将它们通过根部吸收的水分通过叶片下方的微小气孔蒸发掉。当水分蒸发时，它会冷却植物，就像出汗冷却人体一样。然而，干渴的植物会关闭这些气孔以避免水分流失，这使得它们的温度稍高。如果农民能够精确地识别出哪些植物缺水，他们就只需要灌溉那些作物，这有助于他们节约用水，而随着气候变化加剧了更长、更严重的干旱，用水将变得越来越困难。
公司正在收集安装在喷淋系统、无人机、飞机和卫星上的摄像机拍摄的图像，并利用计算机分析这些图像，以识别哪些作物正遭受毛毛虫侵袭、被杂草包围或被真菌覆盖。然后，计算机指示种植者只对那些植物喷洒杀虫剂、除草剂或杀菌剂。
这有助于种植者减少用水量和化学品使用量，从而节省资金并保持农场健康。例如，使用更少的杀虫剂有助于保护蜜蜂，而蜜蜂是授粉许多作物的必要条件。使用更少的人工合成肥料可以减少污染。农场中的肥料往往会流入水道，最终流入海洋，在那里它会摧毁海洋生物。Koppel 表示，Prospera 的技术已使温室种植者减少了 30% 的肥料和水的使用量。
难点在于让计算机能够判断作物何时生病、受伤或缺水。因此，公司开发了能够学习解读图像的系统，并随着时间的推移变得越来越智能。这些系统还将从图像中获得的信息与温度、降雨量、土壤质量和其他变量的数据相结合，以确定何时以及在多大程度上喷洒和灌溉作物。
这算人工智能吗？Koppel 说：“如果你问我们三个计算机科学博士，你可能一两天也问不完。” 他认为 Prospera 的系统符合人工智能的标准，因为它能够不断自主学习。“你正在使用机器通过图像持续了解田地里发生的情况，”他说。“此外，机器还在综合数据来做决定。”
Koppel 相信人工智能将开启下一场伟大的农业革命。他表示，以往的技术进步——灌溉、机械化、合成肥料、基因工程——让人类能够用更少的工作量生产更多的粮食。他认为，人工智能将通过消除农业中的猜测，让种植者变得更加高效。
他说道：“通常，农民要么凭直觉做决定——那不是数据——要么他们会触摸地面。” 但是，Koppel 表示，与其依赖直觉，不如使用计算机来分析农场每一寸土地的图像。这些计算机可以根据从世界各地农场收集的数据推荐决策——墨西哥的种植者可能会受益于在以色列农场收集的数据。
Koppel 表示，计算机可以弥补农民的盲点，他将农民比作容易犯错的医生。“我真的很不喜欢去看医生，”他说。“我更希望有一台机器，它没有偏见。你知道，医生可能看过几千人，而机器看过数亿人。医生不会记住他在大学里学到的一切，而机器则永远知道一切。”
在未来，我们可能会看到能够判断草莓何时成熟并轻轻将其从植株上采摘下来的机器人，或者能够找到杂草并喷洒它们的机器人，或者能够确定何时以及喂食多少奶牛的机器。然而，尽管人工智能对农场有着巨大的潜力，但它也可能带来颠覆性的影响，尤其是在许多农民正回归更传统的种植方法的时候。
东英吉利大学（University of East Anglia）的环境地理学家 David Rose 表示：“一些农民可能不愿意过渡，要么是缺乏在更技术中心化系统中蓬勃发展的技能，要么是没有动力。” Rose 曾撰写过关于农业未来的文章。“一些农民可能不认为使用人工智能符合他们的生活方式，而是宁愿依靠他们的经验知识，并与他们的土地保持紧密联系。”
他说，自主机器人可能会威胁工人和动物的安全，也可能让很多人失业。过度依赖人工智能也可能切断农民与土地的联系。这正是这段John Deere 广告中所描绘的未来，Rose 称之为“令人不寒而栗”。
他说道：“我并不是说我们不应该拥抱农业科技中的人工智能。它绝对有潜力改进决策，帮助我们处理数据，提高喷洒效率，自动化体力劳动或繁重的工作，吸引更年轻、技术更强的工人进入该行业，并增加盈利能力。但几乎没有人谈论人工智能在农场上的社会和伦理影响。”
“一个人工智能被常规应用于农场的未来是什么样的？它与现在有何不同？”他问道。“我们如何照顾技术革命的潜在失败者以及获胜者？我认为，如果我们开始思考这些问题，并承认在民主社会中，技术轨迹应该是可以受到挑战的，那么这是一件好事。”
Jeremy Deaton 为 Nexus Media 撰稿，这是一个涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻通讯社。你可以关注他 @deaton_jeremy 。
更正：本报道的先前版本错误地指出 Ceres 最初是一家无人机公司，而不是使用固定翼飞机。现已更正。
