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Intelligenza artificiale e agricoltura

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Qualche idea su come usare l'intelligenza artificiale nell'agricoltura di precisione, dal webinar organizzato da Roberto Marmo con l'Associazione http://www.plantheplanet.org/

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Intelligenza artificiale e agricoltura

  1. 1. Roberto MARMO Consulente e formatore in Ricerca e Analisi Dati con Intelligenza Artificiale, Professore a contratto Università di Pavia www.robertomarmo.net info@robertomarmo.net https://www.linkedin.com/in/robertomarmo/
  2. 2. Intelligenza Artificiale per aumentare le possibilità del cervello umano con cui risolvere problemi pratici e migliorare la vita quotidiana dell'essere umano Mio libro su algoritmi in linguaggio Python per costruire l'intelligenza artificiale www.algoritmiia.it Autore di altri libri https://www.robertomarmo.net/libri.htm Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 2
  3. 3. Cosa è l'Intelligenza Artificiale Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 3 il cervello umano è un risolutore intelligente per alcuni problemi simulare nel computer il funzionamento del cervello umano per creare algoritmi in grado di risolvere problemi complessi
  4. 4. Cosa è l'Intelligenza Artificiale Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 4 Scienza con cui il computer può risolvere problemi complicati che richiedono intelligenza quando vengono fatte dagli esseri umani. Permette di creare un prodotto che sembra moderno, sofisticato, fantascientifico.
  5. 5. Cosa può fare l'Intelligenza Artificiale • Percezione, input – Telecamera per riconoscere oggetti nell'immagine – Microfono per ascoltare voce umana, suoni, rumori – Sensori per ricevere segnali elettrici – Tastiera per scrivere • Azione, output – Attuatori per spostare oggetto, aprire o chiudere una valvola Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 5 • Software con IA – Possiede la conoscenza tecnica di un settore – Ragiona come una persona esperta nel settore, non si nota la differenza tra persona e software – Il funzionamento è ispirato al cervello umano
  6. 6. Come fare Intelligenza Artificiale Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 6 Intelligenza Artificiale Machine Learning Neural Network Deep Learning Sistemi Esperti Logica Fuzzy Algoritmi Genetici
  7. 7. Algoritmo Genetico Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 7 Ispirato a DNA con informazioni genetiche Esempio di incrocio genetico: 1.Prendo due numeri 2.Scambio le cifre 3.Creo due nuovi numeri Esempio problema di ottimizzazione: trattore deve arare terreno considerando estensione del terreno, ostacoli presenti, consumo di carburante ecc.
  8. 8. Machine Learning, apprendimento automatico Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 8 • Il computer può studiare, apprendere e migliorare come uno studente a scuola: 1. all'inizio non sa fare niente 2. comincia a creare una conoscenza dei dati 3. prova a fare i primi esercizi 4. il maestro spiega dove ha sbagliato 5. corregge i suoi meccanismi interni 6. la prossima volta sbaglia di meno 7. viene promosso e mandato a lavorare
  9. 9. Machine Learning, apprendimento automatico Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 9 • Obiettivo è innaffiare il terreno, input: Umidità, Temperatura output: Innaffiare SI o NO? • L'agricoltore prepara (input, input, output) come (2,1,SI) (1,1,NO) (0,1,SI) (2,5,NO) da esperienza • Il machine learning impara a collegare input e output, usando grandi quantità di dati puliti • L'esperto controlla se ha studiato e lo promuove • Fornisco input (5, 6) e lui risponde SI
  10. 10. Neural Network come rete di neuroni Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 10 Neurone biologico Numeri [0,1] o [-1,1] Neurone matematico
  11. 11. Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 11 Neural Network come rete di neuroni Rete di neuro ni compl essa con appre ndime nto profo ndo
  12. 12. Percorso di creazione della soluzione 1. Studiare il problema per capire cosa fare 2. Studiare i dati disponibili, punto critico su quantità, qualità, facile accedere, di proprietà mia o altrui 3. Scegliere il modello matematico 4. Realizzare l'algoritmo per eseguire il modello 5. Eseguire l'addestramento 6. Eseguire test di funzionamento 7. Valutare le risposte 8. Ripetere e migliorare fino a qualità adeguata 9. Installare, mettere in funzionamento Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 12
  13. 13. Solo per grandi realtà? • Intelligenza Artificiale sta diventando sempre più matura • Algoritmi realizzabili, matematica affrontabile • Aumentano le tecnologie e si riducono i costi • Può essere installata anche su tablet e smartphone • Vengono usati servizi online di Google IBM MicroSoft e altri • Esistono soluzioni su specifici casi Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 13
  14. 14. Esempi in Agricoltura di Precisione Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 14 Classificare un oggetto Creare le classi Trovare un valore strano fuori dal solito Prevedere un andamento nel futuro in base al passato
  15. 15. Esempi in Agricoltura di Precisione Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 15 Analizzare la maturità dell'uva Videosorve glianza della proprietà Analizzare le parti di una pianta
  16. 16. Esempi in Agricoltura di Precisione Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 16 • Digital twin, il gemello digitale da fare evolvere e studiare nel tempo: –Studiare il comportamento dei prodotti nei loro ambienti: • Come cresce il seme in un certo terreno • Effetto di un fertilizzante –Gestire manutenzione predittiva: • Cosa si può rompere in un trattore usato nel terreno
  17. 17. Esempi in Agricoltura di Precisione: AgriRobot Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 17 https://www.youtube.com/watc h?v=OnGhIKbhPFg Robot Automatico per la Vigna Zucchetti Centro Sistemi https://www.youtube.com/watc h?v=o2FFHpOT2DE SQRG - Agrirobot Project Software Quality Research Group
  18. 18. Esistono esempi, applicazioni, studi? Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 18 riviste scientifiche internazionali in lingua inglese
  19. 19. Mi piace, lo voglio, cosa devo fare per averlo? Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 19 • Ho definito bene il problema e il contesto? • Voglio sostituire una persona o aiutarla a lavorare meglio? • Ho i dati necessari? • Quale margine di errore ammetto su input e output? • Quanto tempo, personale, denaro, strumenti posso investire nella creazione? • Come ho scelto chi la crea? Ha le capacità adeguate? • Soluzione buona per tutti o creata solo per me? • Dopo averla creata, ho le risorse per manutenzione e aggiornamento?
  20. 20. Conclusioni • Intelligenza artificiale offre nuove soluzioni a problemi ritenuti complicati • Algoritmi complessi, ma si può capire come funzionano e cosa producono • Agricoltura di Precisione comincia a diffondersi Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 20 Unione di IA e Agricoltura può dare buoni frutti
  21. 21. Domande & Risposte Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 21 Ci rivediamo su www.robertomarmo.net info@robertomarmo.net www.algoritmiia.it

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