康奈尔大学的工程师发现，将人工智能融入当今的环境控制系统可以将室内农业的能源消耗减少25%——这可能有助于养活不断增长的世界人口。

“如果我们将人工智能融入到世界各地的农业植物工厂(具有完整照明和气候控制的大型室内农场)，我们就可以促进这些建筑物中的农作物光合作用、蒸腾和呼吸作用，”康奈尔工程学院RoxanneE.和MichaelJ.Zak能源系统工程教授FengqiYou实验室的博士后研究员BenjaminDecardi-Nelson说道。“我们可以期待看到能源大幅减少，同时提高效率并节省宝贵的资源。”

他们的研究“人工智能可以调节光照和气候系统以减少植物工厂的能源使用并支持可持续的粮食生产”发表在《自然食品》杂志上。

据联合国预测，到2050年，世界人口将增长至97亿。研究人员表示，人口增长加上气候变化和城市化，需要解决当前世界粮食生产系统的缺陷。

室内农业方法，例如采用人工照明的植物工厂，不太容易受到气候变化的影响，但它们能源密集，需要精心的资源管理才能实现可持续发展。

“现有的环境控制系统还不够智能，”康奈尔数字农业研究所联合主任、康奈尔大学人工智能科学研究所联合主任尤先生说。

通风可以减少能源消耗，但会影响二氧化碳水平和水分平衡，使植物生长变得复杂。人工智能工具可以帮助调节方法考虑到这一标准。

Decardi-Nelson说：“人工智能通过管理多种复杂问题提供了一个有希望的解决方案。”

通过使用深度强化学习和计算优化等人工智能技术，科学家分析了美国八个不同​​地区(洛杉矶、芝加哥、迈阿密、西雅图、密尔沃基、菲尼克斯、北达科他州法戈和纽约州伊萨卡)以及冰岛雷克雅未克和阿拉伯联合酋长国迪拜室内农业设施种植的生菜。

人工智能通过优化照明和气候调节系统来减少能源使用。在使用非人工智能技术的地方，能源使用量从每公斤鲜重9.5千瓦时降至每公斤鲜重6.42千瓦时(生产一公斤室内种植生菜所需或使用的能量)。研究人员发现，对于迪拜或美国南部等气候较温暖的地区，人工智能将能源使用量从每公斤鲜重10.5千瓦时降至每公斤鲜重7.26千瓦时。

光照期间(模拟阳光的16小时)进行低通风，黑暗期间(模拟夜晚的8小时)进行高通风，提供了一种节能的解决方案，可实现光合作用所需的最佳室内二氧化碳水平、呼吸和植物生长所需的最佳氧气水平，并平衡其他通风要求。

“这是一个与智能家居非常相似的概念，”尤说道。“我们希望在家中舒适地生活，同时减少能源消耗;农作物也是如此。这项工作的重点是智能系统，以使粮食生产达到最优、可持续并降低碳足迹。这正是人工智能所擅长的。如果我们使用人工智能来仔细优化人工照明和其他能源系统，我们可以节省不少钱。”

Decardi-Nelson表示，通过使用人工智能简化操作以减少能源消耗，即使在节能机会有限的地区，室内农场也将变得可行。

Decardi-Nelson表示：“通过战略性地将环境控制系统技术与植物生物学结合起来，可以利用通风节省能源，同时最大限度地减少二氧化碳排放并保持理想的生长条件。”

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