Blue River，农田里的智能拖拉机
【摘要】技术型公司在经营期间，其专利申请策略不仅依托于技术的研发，还需根据商业规划进行适当调整。但不论选用何种策略，使用专利来保护技术仍是最基本的。
Blue River，农田里的智能拖拉机
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德理达-智能制造团队
在人类文明的发展史上，人类的生活方式基于农业的发展而发生根本性的变化。在人类从食物的采集者转变为食物的生产者之后，其耕作方式历经锄耕式、犁耕式，直至发展为如今广泛使用的“机械化+化学肥料”式的耕种方式。
同时，近年来人工智能的大爆发促使各行各业在人工智能技术的推动下开启了新一轮的技术革命，如同本系列中所提及的，人工智能在能源管理（STEM）、网络安全（Darktrace）、医疗影像（Butterfly Network）、市场营销（BloomReach）等领域都有所助力并取得了阶段性的成果。
那么，针对传统的农业领域，人工智能又是如何发挥作用的呢？
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新农业革命——农业智能化
诚然，人工智能的出现推动农业机械化向着农业智能化发展，现阶段采取的策略主要是利用机器人和计算机技术来实现农业种植的可持续化。
调查研究表明，农业智能化的实现方式主要包括如：
卫星图像分析：通过卫星图像获取数据，并结合人工智能算法对所获取的数据进行分析以提供农业相关参数，例如通过分析庄稼卫星图来预测粮食产量；
农作物监测：采用无人机结合计算机视觉算法的方式，对无人机捕获的数据进行分析，以实时监测农作物的生长情况、病虫害等；
农作物改善：基于基因数据，利用生物智能技术寻找可以为农作物提供特定性能的基因，以及利用机器学习来预测和分析最有利于植物健康的微生物群系，通过有益微生物来帮助农作物保持健康等；
农业机器人：用于各类农业活动的机器人，例如本文稍后介绍的Blue River Technology开发的除草机器人、喷药机器人等；
农业相关建模分析：利用机器学习模型开展农业研发、季节性分析，针对不同场景进行建模以及优化业务成本。
由此可见，农业领域同样也在经历着新一轮的技术革命，人工智能结合农业生产正在如火如荼地进行着。
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Blue River Technology，数字农业专家
Blue River是由毕业于斯坦福大学的Trimble的前精密农业板块负责人Jorge Heraud和机器人专家博士Lee Redden于2011年成立的，公司位于加利福尼亚州的硅谷，这是一家较早把人工智能和农业结合起来的公司。
发展中国家急需农业知识，而发达国家却被杀虫剂和农药淹没了，其实在中国也存在农药过度使用的问题。据媒体报道，美国农民仅仅是在玉米、大豆和棉花田上每年都要用掉3.1亿磅除草剂，这种地毯式轰炸般的农药喷洒方式，在狙击虫害的同时也严重影响到了人们的食物和健康。
Blue River公司敏锐地发现了这一问题，他们希望通过一些技术手段使农民可以减少90%的农药用量，比如：
利用农业机器人在运行中精确定位每株杂草并喷洒农药；
机器人通过计算机视觉判断一株生菜长得健康不健康，并针对性地喷洒农药。
于是，Blue River开发的第一款针对生菜的机器人应运而生，有意思的是他们为该款机器人起了一个直白的名字：Meet lettuce bot。
生菜机器人：Meet lettuce bot
lettuce bot看起来很像一台训练有素的拖拉机，但实际上它是一个支持机器学习的机器，该机器能够实时拍摄目标区域的图像并识别要移除的植物，主要用于疏剪生菜、喷洒杂草以去除不需要的生菜幼苗和杂草。
Blue River宣称lettuce bot机器人一分钟可以拍摄5,000张幼小的植物的照片，利用算法和机器视觉去识别每株植物是蔬菜还是杂草，利用机器学习加强识别的精确度，进而可以像农业狙击手一样剔除杂草或生长不良的蔬菜。
围绕lettuce bot的专利保护
针对lettuce bot机器人的工作方式如在运行中定位每株作物、判定杂草并喷洒农药、或者判定两株幼苗长得过近则喷洒农药或拔掉多余幼苗等，围绕该产品Blue River申请了一系列专利：
US9030549B2，涉及一种在光照情况下采集两个作物的图像并进行识别，以用来区分一排作物中单个作物的方法；
US10127450B2，涉及一种基于场数据来识别植物间隙的方法；
US10008035B1，涉及一种基于成像系统捕获的植物图像来构建植物虚拟模型的方法；
US9658201B2，涉及一种检测植物参数的方法，该方法基于形态测量识别植物像素，确定每个像素的生理机能值，以及基于所述生理机能值来提取生长参数；
US20150027040A1，涉及一种基于传感器获得的地理区域测量值来对植物进行治疗处理的方法；等。
被行业巨头收购
Blue River公司精准的市场定位和表现不俗的机器人为其赢得了不少投资者的青睐，该公司在2012年获得A轮融资310万美元，2014年完成A-1轮融资，募集资金1000万美元，其后，完成第三轮融资3100万美元，直到吸引了巨头公司John Deere（约翰迪尔公司）的注意。
John Deere公司创立于1837年，是全球领先的工程机械、农用机械和草坪机械设备的制造商，在林业、草坪等农业设备细分领域方面占主导地位，被誉为农机界的“奔驰”。在过去的十几年间，John Deere一直在推动无人农机产品的研发。
2017年9月6日，John Deere斥资3.05亿美元收购了Blue River，以期进一步扩大其在农业自动化领域的布局。
Blue River的明星产品：See＆Spray
Blue River被收购之后，延续升级第一代智能机器的技术推出了新一代明星产品See＆Spray。该机器主要是引入智能除草技术以解决农作物间杂草的问题。
See＆Spray机器发明的初衷是由于传统的杂草控制方式主要是大范围地喷洒除草剂，且过度依赖少数几种化学物质使得杂草具有除草剂耐受性，进而使得传统除草方式在杂草控制方面效果较差。
为了解决上述问题，See＆Spray采用了仅在需要的地方喷洒除草剂的方式，大大减少了待使用的除草剂量，同时还可以使用一些不适于被广泛喷洒的除草剂。
See＆Spray的工作原理
那么See＆Spray是如何工作的呢？
首先，See＆Spray使用基于计算机视觉和机器学习创建的智能模型来区分农作物和杂草之间的细微差别，也就是说，See＆Spray能看到每个植物，并为每个植物确定合适的处理方式。
然后，See＆Spray的喷嘴在机器行进过程中实时瞄准不需要的杂草并喷洒农药。该机器具有极高的准确性，仅对杂草施用除草剂，避免在农作物或无杂草的地区施用化学品。
此外，See＆Spray还具有验证和学习的能力，能够对所使用的除草剂进行评估、调整，并随时学习。同时，在“闭环”循环中，该机器包括第二组摄像头，使得能够在其运行时自动检查工作状态。
围绕See＆Spray的专利保护
同样地，针对See＆Spray产品以及更新技术，Blue River也有相应的专利布局。
比如针对See＆Spray的整体结构有如：
美国申请US20180271015A1，涉及一种包括机器反馈控制的联合收割机；
针对其工作方式相应有美国申请如：
US20180330165A1，涉及一种植物处理系统中相机参数自动调节的方法；
US20180330166A1，涉及一种使用图像数据自动检测植物的方法；
US20180286117A1，涉及一种虚拟植物模型生成的方法和系统，等。
截至成文前，Blue River在全球公开了近40件与其产品技术对应的专利申请，在被John Deere收购之前，Blue River的专利以美国申请为主，欧洲和PCT申请为辅；在被收购之后，则采用了 “美国申请+PCT”的组合策略，这一定程度上是因为John Deere公司要将其买到的机器人和人工智能技术申请知识产权后销售给全球客户的商业规划。
可见，技术型公司在经营期间，其专利申请策略不仅依托于技术的研发，还需根据商业规划进行适当调整。但不论选用何种策略，使用专利来保护技术仍是最基本的。
其他研发产品
据悉，Blue River还在开发无人驾驶航空系统，以实现对各种作物生长情况和种植环境特征的实时检测。另外，Blue River另一大主要工作是建立覆盖全美的农业数据库，不断收集包括大小、形状、间距等方面各种作物的信息，帮助农民更好的掌握农场的情况。
不难想象，Blue River后续研发的产品也会申请专利保护，以为其在全球售卖打造坚实的商业壁垒。
同时基于Blue River在商业上的布局也可以看到，在掌握了某一细分领域的核心技术并具有充足资金的情况下，Blue River已着手围绕其核心技术向外扩展，以便扩大规模增强竞争力。
另外，众所周知在AI部署方面，能够获得足够多的具有统计意义的农场数据是十分重要的，很显然，Blue River也在向着这方面积累。
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AI和农业的结合将势不可挡
消费增加推动了对农业生产增长的需求，在平衡增加生产和节约资源的目标下如何发展可持续性增强型农业已成为全球话题。当前，在农业实现数字化的大环境下，所获取的农业数据已为开发和部署农业AI铺平了道路。
当然，农业环境的多样性使得数据的处理十分复杂，然而随着计算能力的进步，AI算法可以快速接受额外数据的能力可以解决上述问题。此外，AI还可以用来发现和开发新的、更高效的农业投入，例如在植物育种、生物技术、农业化学发现、供应链等方面的应用都是巨大的。
我国作为拥有五千年农耕历史的农业大国，国家对农业发展十分重视。尽管农业领域的AI应用还面临着许多挑战，但我们有理由相信，AI在农业领域的成功和大规模推广将会成为现实。
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