Embracing a Sustainable Future in Agriculture: The Role of AI in Eco-Friendly Pest and Weed Management

In the realm of agriculture, the traditional use of glyphosate-based herbicides, such as Monsanto’s “Roundup”, has been a common practice for controlling various weeds and pests. However, concerns have risen about its potential health risks, including negative impacts on gut health, hormonal disruptions, and cancer risks. This has necessitated a shift towards safer, more sustainable farming methods.

Enter the era of AI-driven solutions, marking a transformative approach to agriculture. AI-powered drones are at the forefront of this change, introducing a novel weed control methodology. The significance of this advancement cannot be overstated, given the destructive impact of weeds on crops and their ability to deplete soil nutrients. For instance, a 2016 Kansas State University study highlighted that uncontrolled weed growth could decimate up to half of the U.S. corn and soybean yields.

Traditionally, farmers have resorted to widespread spraying methods, such as crop-dusting planes, to combat this issue. However, this approach is not only inefficient, with approximately 95% of the herbicide going to waste, but also environmentally detrimental.

The innovative “Spray as a Service” model, pioneered by startups like Precision AI, offers a groundbreaking alternative. By training an AI on a vast database of over 15,000 plant images, including various weed types found near key crops like soybeans, corn, and wheat, these AI-guided drones can precisely identify and target weeds with a remarkable 96% accuracy. This targeted approach not only reduces herbicide use significantly, cutting costs by 80-90% in some instances, but also minimizes environmental impact.

Precision AI’s business model revolves around a subscription-based service, providing farmers with cloud-based software access without the need for hefty upfront equipment investments.

Despite the clear advantages of AI-operated drones, regulatory challenges persist. Current laws mandate the presence of human drone pilots for operation, a requirement that seems increasingly outdated in light of AI’s capability to operate independently and safely. This regulation stands in stark contrast to other sectors, such as highway and railway maintenance or utility inspections, where AI-operated drones are already in widespread use.

The potential of drones in agriculture extends beyond weed control. They hold promise for a variety of applications, including soil moisture monitoring and plant health assessment throughout the growth cycle. This technology is not just an option but a necessity for farmers aiming to reduce costs and enhance yields sustainably.

In conclusion, as we venture into this new era of farming, the integration of AI in agricultural practices heralds a future where crop management is not only more efficient and cost-effective but also aligns with environmental sustainability and health safety.

Lily Noon

Sources:

1. The Killer Hiding in Our Crops…And How AI can Eliminate it by Colin Tedards, Dec. 21, 2023, Brownstone Research, www.brownstoneresearch.com

2. The Rise of AI-Powered Farming with Drones, AVPL International, September 29, 2023, www.medium.com

3. AI weed-killing drones poised to reduce herbicide use while cutting costs by Coco Liu, April 20, 2023, www.japantimes.co.jp

4. Precision AI, www.precision.ai

5. Precision AI Farming Company Raises $20M to Deploy Herbicide-Spraying Drone Swarms, May 7, 2021, www.food-safety.com

農業の世界では、これまでモンサントの「ラウンドアップ」をはじめとするグリホサート系の除草剤が多種多様な雑草と害虫の管理に一般的に使われてきました。しかし、健康上のリスクの懸念が高まっており、消化器系の障害やホルモンの阻害、発がんの危険性などが指摘されています。これを受けて、より安全でサステナブルな農法への移行が必須となってきました。

最近ではAIを駆使した技術が、農業のアプローチに抜本的な変化を起こし始めています。なかでもこの変化を率いているのが、AIを搭載したドローンで、雑草管理の新たな方法を可能にしています。この技術進歩の重要性は、どれだけ強調しても足りないほどです。雑草は農作物に壊滅的な被害をもたらし、また土壌の栄養分を枯渇させる力があるためです。例えば、2016年にカンザス州立大学が行った研究では、雑草を管理しないで放置しておけば米国のトウモロコシと大豆の生産量が半減する可能性すらあることが報告されました。

この問題と闘う方法として、これまで農業生産者は、飛行機を使うなどして農薬を広範に散布することを選んできました。しかし、このアプローチは効率が悪く、除草剤の約95%が無駄になるだけでなく、環境にも悪影響を及ぼします。

Precision AIなどの新興企業が先駆者となった「サービスとしての散布（Spray as a Service）」モデルは、画期的な代替策となります。大豆、トウモロコシ、小麦などの主要作物の近くで見つかるさまざまな雑草を含む植物の画像1万5,000件以上を収録した大規模なデータベースで学習したAIが、散布のターゲットとすべき雑草を実に96%という精度で精密に特定します。こうしてターゲットを絞ることにより、農薬の使用量を大幅に減らし、かかるコストを場合によっては80～90%削減できるだけでなく、環境への影響も最小限に抑えることができます。

Precision AIの事業モデルはサブスクリプションを基本としたサービスで、多大な先行投資を必要とせず、クラウドベースのソフトウェアへのアクセスを提供します。

AI制御のドローンには明らかに利点がありますが、規制上の課題は未解決です。現行の法令では人間のオペレーターが現場にいることを義務付けていますが、AIの性能が向上して人手を介さずとも安全に飛行できるようになっていることを考えれば、こうした規制は日に日に時代遅れになりつつあると思われます。それに、AI制御のドローンがすでに広範に使われている高速道路や鉄道の管理などの他業界と比べても、格差が明らかです。

農業ドローンの潜在性は、雑草管理だけに留まりません。農作物の栽培期間全体を通じた土壌水分のモニタリングや植物病害の評価など、幅広い使い道が考えられます。この技術は、サステナブルな方法でコストを削減し生産量を拡大したいと考える農業生産者にとって、任意のオプションではなく必須の技術です。

農業の新時代が開かれつつある現在、AIを活用した農法は未来のあり方と言えます。農作物管理の効率とコスト効果を高めるだけでなく、環境サステナビリティや健康への安全性においてもメリットをもたらすでしょう。

Lily Noon

出典：

1. The Killer Hiding in Our Crops…And How AI can Eliminate it（農作物を壊滅させる要因とAIを使った対応策）、著：Colin Tedards、2023年12月21日、Brownstone Research、www.brownstoneresearch.com
2. The Rise of AI-Powered Farming with Drones（AI制御の農業ドローンの出現）、AVPL International、2023年9月29日、www.medium.com
3. AI weed-killing drones poised to reduce herbicide use while cutting costs（AI制御の除草ドローンが農薬使用とコストを削減へ）、著：Coco Liu、2023年4月20日、www.japantimes.co.jp
4. Precision AI、www.precision.ai
5. Precision AI Farming Company Raises $20M to Deploy Herbicide-Spraying Drone Swarms（農業技術のPrecision AIが2,000万ドルを資金調達、除草剤散布ドローン群の普及を目指す）、2021年5月7日、www.food-safety.com