کتاب Artificial Intelligence Techniques in Smart Agriculture به بررسی ادغام هوش مصنوعی برای بهبود تولید محصولات کشاورزی میپردازد. این کتاب نیاز حیاتی به مدیریت هوشمند محصولات کشاورزی با توجه به جمعیت رو به افزایش جهان را مورد توجه قرار میدهد.
بیشتر بخوانید: کتاب مدلهای زبانی بزرگ در کشاورزی مبتنی بر هوش مصنوعی
با در بر گرفتن طیفی از فناوریها، از جمله بینایی کامپیوتر، پردازش تصویر، محاسبات نرم، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق، این کتاب پیشرفتها در سیستمهای تصمیمگیری را کاوش میکند. این اثر، روششناسیهای علم داده، اینترنت اشیا، ارتباطات بیسیم و مجموعهای از حسگرها و عملگرها را برای ارائه راهحلهای دقیق، بهموقع و مقرونبهصرفه برای چالشهای کشاورزی ادغام میکند و در نهایت هم کیفیت و هم کمیت بازده محصولات را افزایش میدهد. این کتاب مخاطبان خود را توانمند میسازد تا تلاشهای خود را به سمت طراحی مدلها و نمونههای اولیهای هدایت کنند که به نفع جامعه و محیط زیست باشد و آن را به منبعی ضروری برای کسانی تبدیل میکند که مشتاق شکلدهی آینده کشاورزی هوشمند هستند.
این کتاب به عنوان راهنمایی جامع برای دانشجویان، پژوهشگران و دانشگاهیان علاقهمند به کاوش در حوزه تحولآفرین هوش مصنوعی در کشاورزی عمل میکند. محققان، دانشمندان و کارشناسان میدانی، بینشهای ارزشمندی برای هدایت کاوش و مشارکت خود در این حوزه خواهند یافت.
مرور کلی کتاب
- مکانیسمها و درک سازگاری هوش مصنوعی در بخشهای مختلف کشاورزی را مورد بحث قرار میدهد.
- مدلها، الگوریتمها، ابزارها و یافتههای مختلف مربوط به هوش مصنوعی برای کشاورزی هوشمند را خلاصه میکند.
- کاربردهای متنوع مورد استفاده در دستیابی و توسعه هوش مصنوعی در کشاورزی را پوشش میدهد.
مشخصات کتاب Artificial Intelligence Techniques in Smart Agriculture
- ویراستاران کتاب: Siddharth Singh Chouhan, Akash Saxena, Uday Pratap Singh, Sanjeev Jain
- سال انتشار: ۲۰۲۴
- ناشر: Springer Cham
- زبان کتاب: انگلیسی
- تعداد صفحات: ۳۰۱
- کتاب ۱۶ فصل دارد.
- فرمت کتاب: pdf
راهنمای خرید: پس از تکمیل موفقیتآمیز فرآیند پرداخت، بهصورت خودکار به صفحهای هدایت خواهید شد که در آن میتوانید با وارد کردن شناسه اختصاصی، لینک دانلود فایل را دریافت کنید. در صورت بروز هرگونه سؤال یا مشکل، لطفاً از طریق صفحه «تماس با ما» با سایت در ارتباط باشید.
📚 نمایش فهرست مطالب کتاب
Foreword Preface Acknowledgment Contents Editors and Contributors About the Editors Contributors ۱: Assessing the Importance and Need of Artificial Intelligence for Precision Agriculture ۱.۱ Introduction ۱.۱.۱ Disciplines Essential to Achieve AI ۱.۱.۲ Types of AI ۱.۱.۳ Components of AI ۱.۱.۴ Advantages of AI ۱.۱.۵ Disadvantages of AI ۱.۱.۶ Assessment and Need of AI in Agriculture References ۲: Challenges in Achieving Artificial Intelligence in Agriculture ۲.۱ Introduction ۲.۲ Current Applications of AI in Agriculture ۲.۲.۱ Precision Agriculture ۲.۲.۲ Crop, Soil, and Livestock Monitoring ۲.۲.۳ Weather Forecasting and Climate Modeling ۲.۲.۴ Agriculture Robots and Autonomous Equipment ۲.۲.۵ Analyzing Agricultural Big Data ۲.۲.۶ Agricultural Predictive Analytics ۲.۲.۷ Logistics and Supply Chain Management ۲.۳ Challenges for Achieving AI in Agriculture ۲.۳.۱ Lack of Data Availability and Quality of Data ۲.۳.۲ Barriers to Accessing High Technology ۲.۳.۳ High Level of Input Cost ۲.۳.۴ Social Cultural Barriers ۲.۳.۵ Policy Barriers ۲.۴ Strategies to Overcome Achieving AI Challenges in Agriculture ۲.۴.۱ Strategies to Increase Data Availability and Quality of Data ۲.۴.۲ Strategies to Increase High Technology Accessibility ۲.۴.۳ Strategies to Reduce High Input Cost ۲.۴.۴ Strategies to Overcome Social Barriers ۲.۴.۵ Strategies to Overcome Policy Barriers ۲.۵ Future Directions ۲.۶ Conclusion References ۳: Introduction to Artificial Intelligence Techniques in Agricultural Applications and Their Future Aspects ۳.۱ Introduction ۳.۲ Key Components and Techniques in AI ۳.۳ Major Applications of AI in Agriculture ۳.۳.۱ Precision Farming Management ۳.۳.۲ Soil and Irrigation Management ۳.۳.۲.۱ Soil Management ۳.۳.۲.۲ Irrigation Management ۳.۳.۳ Livestock Management ۳.۳.۳.۱ Animal Identification ۳.۳.۳.۲ Automated Weighing Systems ۳.۳.۳.۳ Automated Health Monitoring ۳.۳.۴ Aquaculture System ۳.۳.۴.۱ Automated Monitoring and Control ۳.۳.۴.۲ Precision Aquaculture ۳.۳.۵ Supply Chain Management ۳.۴ Future Aspects of AI in Agriculture ۳.۵ Opportunity of AI Technology in Agriculture ۳.۶ Challenges in Adoption of AI Technology in Agriculture ۳.۷ Conclusions References ۴: Agricultural Artificial Intelligence: Obstacles and Opportunities ۴.۱ Introduction ۴.۲ Limitations of Implementing Artificial Intelligence Techniques in Agriculture Field: A Practical Approach ۴.۲.۱ Lack of Competent Labor ۴.۲.۱.۱ Solution ۴.۲.۲ The Affordability of AI Adoption in Agriculture ۴.۲.۲.۱ Factors Increasing AI’s Expensive Cost in Agriculture ۴.۲.۳ Financial Effects on Farming Businesses ۴.۲.۳.۱ Agricultural AI’s Expensive Costs: Strategies for Sustainable Adoption ۴.۲.۳.۲ Solution: Multiple Strategies Can Be Employed to Reduce Expenses and Encourage Broader Availability of AI Technologies ۴.۲.۴ Difficulty in Data Handling ۴.۲.۴.۱ Lack of Access to Data ۴.۲.۵ Extreme Climatic Condition as a Challenge for Implementing AI in Agriculture ۴.۲.۶ Requirement of High Accuracy and Precision ۴.۲.۷ Security Risks ۴.۳ Conclusion References ۵: Smart Farming Management System: Pre and Post-Production Interventions ۵.۱ Introduction ۵.۲ Problem with Modern Agriculture ۵.۲.۱ Why Smart Farm Management ۵.۲.۲ Agriculture Interventions ۵.۳ Irrigation Water Management ۵.۴ Farm Mechanization ۵.۴.۱ Precision Machinery ۵.۴.۲ Robotics ۵.۵ Postharvest Management ۵.۶ Recommendations, Limitation, and Suggestions for Future References ۶: Introduction to Various Intelligent Devices and Implementation Platforms ۶.۱ The Dawn of the Intelligent Age ۶.۲ A Spectrum of Intelligence ۶.۲.۱ Implementation Platforms: Bridging the Gap ۶.۲.۱.۱ Road Ahead ۶.۳ Beyond the Text ۶.۳.۱ Raspberry Pi ۶.۳.۲ Arduino ۶.۳.۳ TensorFlow Lite ۶.۳.۴ OpenHAB ۶.۳.۵ Amazon Web Services (AWS) IoT Core ۶.۴ Case Studies: Intelligent Devices Reimagine Industries ۶.۴.۱ Healthcare ۶.۴.۲ Agriculture ۶.۴.۳ Manufacturing ۶.۵ Conclusion References ۷: Fruit Counting and Analysis Using Artificial Intelligence Approaches ۷.۱ Introduction ۷.۱.۱ Challenges Associated with Traditional Manual Counting Methods ۷.۱.۲ Role of Artificial Intelligence in Addressing These Challenges ۷.۲ Need for Automation in Fruit Counting ۷.۲.۱ Importance of Efficient Fruit Counting for Yield Estimation ۷.۲.۲ Limitations of Manual Counting Methods ۷.۳ Computer Vision and Its Applications ۷.۳.۱ Object Detection Algorithms for Identifying and Locating Fruits in Images ۷.۳.۱.۱ One-Stage Object Detection Algorithms ۷.۳.۱.۲ Two-Stage Object Detection Algorithms ۷.۳.۱.۳ Artificial Neural Networks (ANNs) ۷.۳.۱.۴ Convolutional Neural Networks (CNNs) ۷.۳.۲ Image Segmentation Techniques for Precise Fruit Boundary Delineation ۷.۴ Machine Learning Models for Counting Accuracy ۷.۴.۱ Overview of Convolutional Neural Network and Support Vector Machines ۷.۵ Data Acquisition and Preprocessing ۷.۵.۱ Use of Labeled Datasets and the Challenges Associated with Data Collection ۷.۶ Case Studies and Success Stories ۷.۷ Limitations and Opportunities of AI in Agriculture ۷.۷.۱ Challenges and Future Directions in Fruit Counting Using AI ۷.۷.۲ Exploration of Some Emerging Technologies ۷.۸ Conclusion References ۸: Deep Learning-Based Plant Stress Diagnosis: An Optimized Generative Augmentation Model Approach ۸.۱ Introduction ۸.۲ Literature Review ۸.۳ Proposed Model for Plant Stress Identification ۸.۳.۱ Training and Testing with MBGD Optimization ۸.۴ Result and Discussion ۸.۴.۱ Dataset Distribution and Augmentation ۸.۴.۲ DCNN Performance Analysis ۸.۴.۳ Comparative Analysis of Disease Identification ۸.۴.۴ Comparative Assessment with Previous Methods ۸.۵ Conclusion References ۹: Transformative Impact of AI-Driven Computer Vision in Agriculture ۹.۱ Sampling of Agricultural Soil Using UAV ۹.۲ Computer Vision-Based Prototype of Picking System for Fruit ۹.۳ Canopy Height Estimation ۹.۴ Computer Vision-Based Fruit Grading System for Quality Evaluation ۹.۵ A Generalized Computer Vision Approach to Mapping Crop Fields in Heterogeneous Agricultural Landscapes ۹.۶ Potato Crop Stress Prediction of Aerial Images Using Naïve Bayes Classifier ۹.۷ Vision-Based Navigation for Autonomous Vehicles in Agricultural Fields: A Novel Texture Tracking Approach ۹.۸ Water Necessity Assessment Using Computer Vision and Drone Technology ۹.۹ Different Vegetation Indices Measurement Using Computer Vision ۹.۱۰ Plant Disease Detection and Classification ۹.۱۱ limitations and Opportunities of AI ۹.۱۲ Conclusion References ۱۰: An In-Depth Analysis of Artificial Intelligence-Based Crop Pest Management and Water Supply Regulation ۱۰.۱ Introduction ۱۰.۲ Impact of AI on Indian Agriculture ۱۰.۳ AI in Irrigation Systems ۱۰.۴ Reviving the Irrigation System Through AI Model ۱۰.۴.۱ Machine Learning Algorithms ۱۰.۴.۲ Supervised Irrigation Model ۱۰.۴.۲.۱ Linear Regression ۱۰.۴.۲.۲ Support Vector Machine (SVM) ۱۰.۴.۳ Unsupervised Irrigation Model ۱۰.۴.۳.۱ K Means Clustering ۱۰.۴.۴ Artificial Neural Network (ANN) ۱۰.۴.۴.۱ Deep Learning ۱۰.۴.۵ Convolutional Neural Network (CNN) ۱۰.۴.۶ Recurrent Neural Network (RNN) ۱۰.۴.۷ Long Short-Term Memory (LSTM) ۱۰.۴.۸ Reinforcement Learning (RL) ۱۰.۵ For Future: Optimize Agriculture with Smart Irrigation ۱۰.۶ Case Studies ۱۰.۶.۱ Irrigation with NASA and AI (Application: EVAPO) ۱۰.۶.۱.۱ Core Value ۱۰.۶.۲ AI-Powered Crop Monitoring and Irrigation (Application: Nano Ganesh) ۱۰.۶.۲.۱ Core Value ۱۰.۷ AI in Pest Management ۱۰.۸ Startups Using AI and Machine Learning in Agriculture ۱۰.۸.۱ Taranis ۱۰.۸.۲ Trap View ۱۰.۸.۳ EcoRobotix ۱۰.۸.۴ Kishan Know ۱۰.۸.۵ Greeneye Technology ۱۰.۹ Pest Detection and Monitoring Systems ۱۰.۱۰ Decision Support System ۱۰.۱۱ Precision Pest Management ۱۰.۱۲ GIS and GPS Modules ۱۰.۱۳ Merits of AI ۱۰.۱۳.۱ Reduced Use of Pesticides ۱۰.۱۳.۲ Increased Efficiency ۱۰.۱۳.۳ Lower Costs of Pest Control ۱۰.۱۴ Limitations of AI ۱۰.۱۴.۱ Response Time and Accuracy ۱۰.۱۴.۲ Large Data Requirement ۱۰.۱۴.۳ Methodology ۱۰.۱۴.۴ High Data Cost ۱۰.۱۴.۵ Flexibility ۱۰.۱۵ Challenges While Using AI ۱۰.۱۶ Conclusion and Future Perspectives References ۱۱: AI for Data-Driven Decision-Making in Smart Agriculture: From Field to Farm Management ۱۱.۱ Introduction ۱۱.۲ Overview of Smart Agriculture ۱۱.۲.۱ Definition and Scope ۱۱.۲.۱.۱ Definition ۱۱.۲.۱.۲ Scope ۱۱.۲.۲ Components of Smart Agriculture ۱۱.۲.۲.۱ Sensing and Monitoring ۱۱.۲.۲.۲ Data Collection ۱۱.۲.۲.۳ Communication Technologies ۱۱.۲.۲.۴ Decision Support Systems (DSS) ۱۱.۳ Role of Data in Smart Agriculture ۱۱.۳.۱ Importance of Data-Driven Decision-Making ۱۱.۳.۲ Types of Data in Agriculture ۱۱.۳.۲.۱ Environmental Data ۱۱.۳.۲.۲ Crop Data ۱۱.۳.۲.۳ Livestock Data ۱۱.۳.۳ Challenges in Handling Agricultural Data ۱۱.۳.۳.۱ Data Security and Privacy ۱۱.۳.۳.۲ Data Integration ۱۱.۳.۳.۳ Connectivity Issues ۱۱.۴ AI in Agriculture ۱۱.۴.۱ Introduction to AI ۱۱.۴.۲ AI Techniques in Agriculture ۱۱.۴.۲.۱ Machine Learning ۱۱.۴.۲.۲ Deep Learning ۱۱.۴.۲.۳ Computer Vision ۱۱.۴.۳ Applications of AI in Smart Agriculture ۱۱.۴.۳.۱ Crop Monitoring ۱۱.۴.۳.۲ Pest and Disease Detection ۱۱.۴.۳.۳ Yield Prediction ۱۱.۵ Data-Driven Decision Making ۱۱.۵.۱ Concept and Principles ۱۱.۵.۲ Integration of AI in Decision-Making ۱۱.۵.۳ Benefits and Challenges ۱۱.۵.۳.۱ Benefits ۱۱.۵.۳.۲ Challenges ۱۱.۶ From Field to Farm Management ۱۱.۶.۱ Precision Agriculture ۱۱.۶.۲ Intelligent Farm Equipment ۱۱.۶.۳ Automation in Farm Management ۱۱.۷ Data Integration and Management ۱۱.۷.۱ Data Integration Platforms ۱۱.۷.۲ Challenges in Data Management ۱۱.۷.۳ Security and Privacy Concerns ۱۱.۸ Future Trends in AI for Smart Agriculture ۱۱.۸.۱ Emerging Technologies ۱۱.۸.۱.۱ Internet of Things (IoT) Integration ۱۱.۸.۱.۲ Robotics and Automation ۱۱.۸.۱.۳ Edge Computing ۱۱.۸.۲ Potential Innovations ۱۱.۸.۲.۱ Predictive Analytics for Crop Management ۱۱.۸.۲.۲ Precision Agriculture at Scale ۱۱.۸.۲.۳ Blockchain for Supply Chain Transparency ۱۱.۸.۳ Sustainability and Ethical Considerations ۱۱.۸.۳.۱ Resource Optimization and Environmental Impact ۱۱.۸.۳.۲ Ethical Use of Data ۱۱.۸.۳.۳ Addressing Socioeconomic Impact ۱۱.۹ Conclusion References ۱۲: AI-Based Regulation of Water Supply and Pest Management in Farming ۱۲.۱ Introduction ۱۲.۱.۱ The Rise of AI and Its Application in Agriculture Water Management ۱۲.۱.۲ Predictive Analytics for Weather and Water Availability ۱۲.۱.۲.۱ Machine Learning Algorithms ۱۲.۱.۲.۲ Real-time Monitoring Systems ۱۲.۱.۳ AI to Detect Irrigation Malfunctions or Leaks ۱۲.۱.۴ Sensor-based AI Solutions to Optimize Irrigation Scheduling ۱۲.۱.۵ Smart Irrigation Systems and Water Conservation ۱۲.۱.۵.۱ AI-Powered Drip Irrigation ۱۲.۱.۵.۲ Soil Moisture Sensors ۱۲.۱.۶ AI in Different Types of Irrigation Systems ۱۲.۱.۶.۱ Sprinkler Irrigation ۱۲.۱.۶.۲ Centre Pivot Irrigation ۱۲.۱.۷ Key Areas for Policy Action ۱۲.۱.۸ Advancing: Effective Partnerships Between Government and Private Sector ۱۲.۲ Significance of Artificial Intelligence in Pest Management ۱۲.۲.۱ Pest Detection, Identification, and Classification ۱۲.۲.۲ Pest Monitoring ۱۲.۲.۳ Pest Prediction and Decision-Making by Employing AI ۱۲.۲.۴ Pesticide Application Using AI ۱۲.۳ AI in Agriculture: Opportunities ۱۲.۴ AI in Agriculture: Challenges ۱۲.۵ Conclusions References ۱۳: Advancement and Challenges of Implementing Artificial Intelligence of Things in Precision Agriculture ۱۳.۱ Introduction ۱۳.۲ Traditional Agriculture to Smart Agriculture ۱۳.۲.۱ Artificial Intelligence of Things (AIoT) ۱۳.۳ Technological Integration in Smart Agriculture ۱۳.۴ Application of Smart Agriculture ۱۳.۴.۱ Soil Management ۱۳.۴.۲ Water Management ۱۳.۴.۳ Weed Management ۱۳.۴.۴ Diseases and Pest Management ۱۳.۴.۵ Crop Yield Prediction ۱۳.۴.۶ Harvesting ۱۳.۴.۷ Weather Forecast ۱۳.۴.۸ Supply Chain Management ۱۳.۵ Challenges in Smart Agriculture ۱۳.۵.۱ Data Level Challenges ۱۳.۵.۲ Network Layer Challenges ۱۳.۵.۳ Storage and Processing Challenges ۱۳.۵.۴ Data Analysis Challenges ۱۳.۵.۵ Decision-Making and Recommendation Challenges ۱۳.۵.۶ General Issues Challenges ۱۳.۶ Cybersecurity Challenges in the Smart Farming Ecosystem ۱۳.۶.۱ Data Attacks ۱۳.۶.۲ Networking and Equipment Attacks ۱۳.۶.۳ Supply Chain Attacks ۱۳.۷ Conclusions References ۱۴: Enabling Digital Platforms: Toward Smart Agriculture ۱۴.۱ Introduction ۱۴.۲ Internet of Things in Agriculture ۱۴.۳ Application of Digitized Platforms in Genetics and Plant Breeding ۱۴.۳.۱ Genomic Sequencing in Rice Cultivation ۱۴.۳.۲ Isolation, Cloning, and Functional Validation of Pi54 Gene for Resistance to Rice Blast (Adopted from ICAR Gene Bank, 2022) ۱۴.۳.۳ Application of Internet of Things (IoT) in Next-Generation Sequencing (NGS) in Genetics and Plant Breeding ۱۴.۳.۳.۱ Advantages of Next-Generation Sequencing in Agriculture ۱۴.۳.۴ Application of Digitized Platforms in Soil Health Management ۱۴.۳.۴.۱ Sentinel-2 Satellite Data for Spatiotemporal Mapping of Deep Pools for Monitoring the Riverine Connectivity (Adopted from Zhang et al. 2021) ۱۴.۳.۵ Application of Digitized Platforms in Animal Husbandry ۱۴.۳.۵.۱ Disease Informatics (Table 14.1; Fig. 14.7) ۱۴.۴ Conclusion References ۱۵: IoT and Drone-Based Field Monitoring and Surveillance System ۱۵.۱ Introduction ۱۵.۲ A Brief Idea About Drones Used in Agriculture ۱۵.۲.۱ Sensors Used in Drones ۱۵.۲.۲ Method of Processing Data Acquired by Sensors ۱۵.۳ Components of Sensor Platform Based on IoT ۱۵.۴ “Modus Operandi”: Method of Data Acquisition and Transmission ۱۵.۵ Instances of Field Monitoring and Surveillance Based on IoT and Drones ۱۵.۵.۱ Crop Health Monitoring ۱۵.۵.۲ Crop Growth Monitoring and Yield Estimation ۱۵.۵.۳ Water Stress Monitoring ۱۵.۵.۴ Weed Mapping ۱۵.۵.۵ Nutrient Status ۱۵.۶ Conclusion ۱۵.۷ Future Prospect References ۱۶: IoT-Based Real-Time Farm Management System for Smart Agriculture ۱۶.۱ Introduction ۱۶.۲ Major Sensors Used in IoT for Smart Agriculture ۱۶.۲.۱ Soil Moisture Sensor ۱۶.۲.۲ Soil Nutrient Sensor ۱۶.۲.۳ Actuators ۱۶.۲.۴ Encoders ۱۶.۲.۵ RGB, Multispectral, and Hyperspectral Camera ۱۶.۲.۶ Thermal Camera ۱۶.۲.۷ Leaf Area Index (LAI) Sensors ۱۶.۲.۸ Weather Station ۱۶.۳ IoT-Based Technologies ۱۶.۴ Data Communication, Storage, and Mining ۱۶.۴.۱ Data Communication ۱۶.۴.۲ Cloud Storage ۱۶.۴.۳ Data Mining for IoT ۱۶.۵ Application of AI in Agricultural IoT ۱۶.۵.۱ Crop and Yield Management ۱۶.۵.۲ Disease/Pest Management ۱۶.۵.۳ Autonomous Tractor and Field Robots ۱۶.۵.۴ Soil Analysis ۱۶.۵.۵ Irrigation Management ۱۶.۵.۶ Frost Management ۱۶.۶ Conclusion References
