编者按：这篇文章介绍了微软印度支持的农业科技项目，帮助当地农户建立精准的作业系统，以提高应对风险的能力和产量。此前，我们还曾梳理过微软在农业方面的其他布局，比如2017年投资5000万美元支持的“AI for earth”项目，其帮助非洲及其他地区的发展中国家提高作物种植效率和改善农机具；以及在农业区块链技术方面的布局，以帮助建立透明、高效的食物系统。

编译：袁凯

去年12月在古尔格拉姆一个寒冷的早上，我在微软印度十楼办公室和Microsoft Azure Global的首席科学家Ranveer Chandra面对面坐着。在下方，单轨火车穿过了几乎永久悬挂在城市上空的雾霾。这周晚些时候，该地区将见证一个多世纪以来最寒冷的一天。

“气候变化对小农户影响最大，即使温度发生几度变化或降雨不及时，也会对他们的生活造成破坏。”他说。

Chandra是FarmBeats的创始人，该公司始于2014年一个微软的研究项目，这个项目研究用数据来驱动农业，现在已经是Azure FarmBeats的一个数字农业平台。

根据联合国的数据，到2050年，世界人口预计将达到98亿，这意味着在小于等于现有耕地面积以及由于气候变化而导致不可预测的气候状况的条件下养活更多人口。

“我们需要种更多的食物，不仅是食物，我们还需要在不损害地球的情况下种植更多有营养的食物，而且我们需要在不增加土地占用和降低地下水位的条件下完成所有这些工作。” Chandra解释说。

无论是来自美国大平原地区的农民，还是来自印度旁遮普邦的农民，许多农业决策都是凭空猜测的。从肥料的使用量到何时播种、浇水和收获农作物，农业上一些最关键的决定都是基于经验和直觉。

借助Azure FarmBeats，Chandra有两个目标，首先是消除对农业的凭空猜测，并为农民提供以数据为依据的建议，第二是让大家能负担得起数字农业。

“去年的产量不会告诉你不同区域需要多少氮，即使农民知道数字农业的好处，但目前还没有这样的技术。”Chandra告诉我。

团队已经借助Azure FarmBeats实现了第一个目标，现在已经可以看到了。该系统建立了一个带有无人机或卫星图像的农场数字地图，以及遍布农场的传感器网络，传感器网络可以检测土壤中的多个参数，包括温度、湿度、碳和氮含量。

借助所有数据，农民可以借助基于合作伙伴在Azure FarmBeats上构建的人工智能和机器学习的模型来获取更有可行性的操作。该解决方案已经在美国的一些农场中使用，并且农民已经可以看到收益了。

Chandra对农业的兴趣绝非偶然，在印度东部的贾姆谢德布尔长大时，他曾在印度最贫穷的州比哈尔的祖父母的村庄度过暑假和寒假。

“那时候，我讨厌农业。村里的农场甚至连厕所和电都没有，即使在寒冷天气下，你也必须去地里”，Chandra回忆说到，“但是碰巧的是，在我生命的头18年里，我在村庄里度过了很多时间。我见过最极端的贫困，那些画面一直浮在我的脑海中。”

“作为技术人员，我们能做些什么来改善这些农民的生活？”他自问到。

在当前的系统中，Azure FarmBeats主要适用于几十或几百英亩的大型农场。建立的AI模型用于摄取卫星和无人机图像，获取农场健康相关的信息。这些信息与土壤中的传感器网络的地面实时数据相结合。

不幸的是，这些技术对于像印度的小农户来说太昂贵了。

“我们注意到一件事，这些农民在他们拥有的一块或多块地上种植多种农作物。卫星图像覆盖的数千英亩土地种植着同一作物，每英亩土地仅对应数十个像素，不足以看到叶子、害虫或杂草，难以获得指导性的结论。” Chandra解释说。

为解决这一挑战，FarmBeats团队提出了一种称为“Tethered Eye”的解决方案，该方案将无人机换为氦气球和智能手机，并将手机的摄像头朝下，飞行高度为200英尺。将该组件拴在一根绳子上，人带着组件围绕土地走一遍，使用计算机视觉算法创建土地的航拍图。

Tethered Eye用装有智能手机的氦气球代替无人机，以拍摄空中照片。

尽管团队的创新代替了无人机的功能，但是没有东西能替代土壤传感器去检测更加深入的土壤数据。为了获取数据，需要在现场分布多个传感器，这需要花费数百美元。对于小农来说，这项技术太昂贵了。

“必须开发不需要额外传感器的技术。”Chandra说。

因此，他们开发了一种新技术。FarmBeats团队提出了一种解决方案，该解决方案可以提供土壤方面的数据，并且无需在地面上使用昂贵的传感器。

“虽然这些农民可能无法购买多个传感器，但我们意识到他们已经有了传感器-他们的 Android智能手机，”Chandra兴奋地说道。

该解决方案不使用传感器网络，而是使用智能手机的Wi-Fi芯片组将信号束传送到地面。通过分析Wi-Fi信号的“飞行时间”，他们可以检测土壤的水分和电导率，从而提供有关田间浇水和施肥的建议。

“农民可以将手机靠近地面，或者将其放在拖拉机或自行车上，然后四处走走，就可以获得很多他们以前无法获取的区域数据。这些数据最后可以对那些经验主义的政策提供参考。”Chandra说。

这项技术还处于初期，但Chandra很乐观。团队在继续寻找降低成本的方法，好让小农户能用得起。他认为随着Azure FarmBeats规模扩大，传感器和相关技术的价格也会下降。

“我们正在研究几个可以大大降低成本的解决方案。要真正做到这一点，必须将技术创新与业务创新相结合，但我对此很有信心。”他说。

土壤传感器可能要花费数百美元，对于小农户来说实在太贵了。FarmBeats团队创建了一个解决方案，该解决方案使用智能手机的Wi-Fi芯片从土壤中获取数据。

建立技术只是问题的一部分，应用是另一回事。发达国家的农民从现有的AgTech解决方案中获得建议的方式并不适合印度或肯尼亚的小农户。

“他们所在区域的小农户不会打字，他们的手上有土的时候无法使用手机，他们的识字水平也很低，因此我们不得不考虑新的使用机制。这些是我们目前正在关注的问题。”

最终，该团队为印度农民提出的方案不仅适用于农业环境相似的其他国家的小农民，而且也适用于发达国家的农民。

“如果你能让印度支付得起精准农业的费用，那么你不仅要在印度这样做，也要为全世界的农民服务。我们在这里针对印度背景开发的任何产品无疑都有助于实现规模化发展，从而可以在全球范围内建立非常有趣的商业模式。”他补充说。

当我们准备结束谈话时，Chandra回到了他小时候在祖父母家过假期的村庄。

“我一生中真正想要实现的目标之一就是让像印度比哈尔邦村庄一样的农民，开始使用技术并从中受益。这个问题让我彻夜难眠，我们如何让这些解决方案对他们有用，这是我的任务。”他同情地说到。

原文链接：

https://news.microsoft.com/en-in/features/microsoft-farmbeats-building-tech-precision-agriculture-world-poorest-farmers/