如果農(nóng)業(yè)要繼續(xù)養(yǎng)活不斷增長(zhǎng)的世界人口，就需要克服越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。更大的農(nóng)場(chǎng)似乎不是答案，因?yàn)樗鼈儗?duì)自然資源施加了更大的壓力。勞動(dòng)力短缺正在推動(dòng)種植者投資于技術(shù)而不是工時(shí)。許多人現(xiàn)在正在使用光學(xué)傳感器來(lái)確保適當(dāng)?shù)耐寥拦芾聿⑻岣咿r(nóng)場(chǎng)效率。

　1.光學(xué)傳感器提高檢查農(nóng)田土壤的效率

　當(dāng)批定居者從歐洲抵達(dá)美洲時(shí)，他們驚嘆于這片肥沃的土地。在世界大部分地區(qū)，殖民化不僅是出于對(duì)探索的需求，也是出于尋找自然資源以幫助維持不斷增長(zhǎng)的人口。在當(dāng)今的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中，土壤管理將是提高作物產(chǎn)量的主要途徑。

　作物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括許多幫助現(xiàn)代農(nóng)民的投入。生長(zhǎng)傳感器跟蹤單個(gè)植物。土壤濕度感應(yīng)確保正確的用水量。小氣候跟蹤系統(tǒng)可以告訴種植者如何提高其田地不同區(qū)域的產(chǎn)量，有時(shí)超過(guò)100,000英畝。農(nóng)民可以在平板電腦上接收完整的報(bào)告，而無(wú)需工人開(kāi)車或穿過(guò)無(wú)數(shù)行莊稼。

　整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的光學(xué)傳感器可以實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄有關(guān)農(nóng)作物和土壤的數(shù)據(jù)。光學(xué)傳感器只是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的一部分。機(jī)器視覺(jué)幫助計(jì)算機(jī)“看到”他們的環(huán)境。一旦光線從生長(zhǎng)中的植物反射回來(lái)，它就會(huì)被光學(xué)傳感器捕捉到，這是一種用復(fù)雜算法編程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以處理圖像并確定植物是否虛弱或不健康。

　除了跟蹤植物的生長(zhǎng)和健康，對(duì)土壤的目視檢查可以說(shuō)明很多。近紅外、中紅外和偏振光譜可以確定土壤的成分，包括其中含有多少粘土、有機(jī)物和水分。當(dāng)土壤成分不適合作物時(shí)，系統(tǒng)可以提醒種植者，甚至建議如何解決問(wèn)題。

　2.光學(xué)傳感器和土壤管理的未來(lái)

　使用光學(xué)傳感器進(jìn)行土壤管理的工作進(jìn)展順利，但如果要解決糧食短缺問(wèn)題，該技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。需要更準(zhǔn)確的土壤特性圖來(lái)為世界各地的農(nóng)民實(shí)施具體的管理決策。傳統(tǒng)的土壤采樣成本很高，因此在對(duì)采樣進(jìn)行投資之前，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集是有限的。

　如果克服研究和樣本數(shù)據(jù)的障礙，回報(bào)將是巨大的。可以開(kāi)發(fā)移動(dòng)土壤傳感器用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和繪圖。土壤特性的趨勢(shì)可以幫助種植者調(diào)整肥料和輪作并確保更高的產(chǎn)量。光學(xué)傳感器可以幫助節(jié)省氮，使農(nóng)業(yè)更有利可圖，同時(shí)降低天然水體的硝酸鹽污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人類和地球來(lái)說(shuō)是雙贏的。