綜述 | 農業大模型:關鍵技術、應用分析與發展方向

生物信息与育种發表於2024-06-29

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農業大模型:AI領域的新熱點

農業大模型,基於Transformer架構,透過自監督學習方法,在大規模資料上進行訓練,展現出了卓越的通用能力和強大的下游任務適應性。這些模型不僅能夠處理複雜的關聯表示,還在多模態資訊處理等方面具有顯著優勢。

核心技術與特性:Transformer與自監督學習

Transformer架構的核心在於自注意力機制,它使得模型能夠捕捉長程依賴關係,並透過並行化計算提升訓練效率。自監督學習進一步擺脫了對人工標記資料的依賴,讓模型在更廣泛的資料集上進行訓練,提升了模型的泛化能力。

農業應用場景:從種植到畜牧的全面覆蓋

農業大模型在農業領域的應用前景廣闊,包括植株識別、病蟲害檢測、家畜追蹤、農業遙感影像分析等。它們能夠提供個性化、全面而便捷的農業服務,減少人力依賴,促進農業知識的積累與傳播。

大語言模型:自然語言處理的新高度

以GPT系列為代表的語言大模型,透過大規模的語言建模,展現了“零樣本學習”和“少樣本學習”的能力。這些模型在農業文字分類、問答系統、資訊抽取等方面已取得顯著成果。

視覺大模型:計算機視覺的新突破

視覺大模型如SAM,透過影像分割等技術,提升了農業影像識別的精度。它們在農業遙感、病蟲害識別、作物與雜草區分等場景中展現出巨大潛力。

多模態大模型:融合視覺與語言的創新

多模態大模型如CLIP和Flamingo,透過融合影像與文字資訊,提升了機器對農業世界的理解能力。這些模型在農業知識服務、影像與影片生成等方面展現了創新應用。

發展重點方向:資料集構建與模型最佳化

面對農業大模型發展的挑戰,未來將著重於構建綜合且集中的農業資料集,減輕模型的訓練與部署難度,並構建基於大模型的農業決策系統。推動大模型在農業領域的廣泛應用,將為農業智慧化帶來革命性的影響。

結語

農業大模型作為智慧農業的核心驅動力,其發展前景廣闊。預計它們將提供全面綜合的農業決策系統,併為公眾提供專業優質的農業服務。讓我們一起期待,農業大模型如何在未來塑造一個更加智慧、高效、可持續的農業生態系統。

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圖1 農業大模型的構建流程與應用

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圖2 農業大模型主要應用場景

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圖3 SAM模型架構

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圖4 SAM在使用介面卡後的病蟲害影像分割例項

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