・食料需要が高まる中、世界は水消費量を管理しなければならない。
・農家は、これまでにない規模の過去データを利用できるようになっている。
・植物の挙動をAIで分析することは、灌漑の微調整を可能にする強力なツールである。
灌漑による水の最適な利用は、農業の発展と農業の成功に常に不可分に結びついてきた。しかし、技術やインフラの間接費に関する標準的な費用便益分析と並行して、天然の水資源を効率的に管理することは、繊細なバランスを要する課題である。
水消費量を削減することの重要性は極めて高く、特に農業は世界の水使用量の70%超を占めると推定されている。食料需要が増加し続けるにつれ、この需要を満たすために水使用量はさらに15%増加すると予想されている。
精密農業とAI革命
テクノロジー企業は生産者とともに、精密農法や可視化ツールを通じてこの複雑な課題の解決に取り組んできた。圃場においても温室においても水効率の向上に前進をもたらしている技術分野の一つが、人工知能（AI）である。
新興技術、機器、プラットフォームにより、過去の降雨パターン、航空写真、収量記録、圃場センサーなど、複数の情報源からこれまでにない規模のデータを収集し、活用できるようになっている。その結果、集約されたデータは予測データ（市場需要から天候まで）と組み合わせて処理され、これまでに利用可能となった中で最も正確な予測に基づき、「知的」な意思決定を行うことができる。
最適な灌漑スケジュールと配水の策定
水の過剰供給や不足が生じている地域を特定することが重要である。どの農家や農業専門家にとっても評価が難しい日常業務として、最適な収量と品質を得るための適切な水量の決定がある。植物の種類によっては、水の過剰供給にもリスクが伴う。例えば、灌漑が過剰な綿花は、作物の価値を担う綿の花ではなく、葉の成長を招くことになる。
農家は、収量と品質を最適化しつつ、コストを抑制できるよう、作物に最適な灌漑スケジュールの策定を目指している。蒸発散量は、植物の必要性に合わせた灌漑システムを構築するうえで重要な指標となってきた。これは、地表からの蒸発量と植物からの蒸散量の合計を表す。最新の衛星画像や気象予測は、農家が蒸発散量の評価を向上させるのに役立つ。さらに、モノのインターネット（IoT）センサー技術の進歩により、土壌や気象に加えて、あるいはその代わりに植物の挙動を測定することで、はるかに的確な灌漑判断を支援できるようになっている。
高性能なAIエンジンは、衛星、航空機、ドローンによる画像のデータフィードを処理・分析することができる。機械学習、特にディープラーニングのアルゴリズムは、画像からデータを解釈し、灌漑の問題（害虫など他の問題と同様）を浮き彫りにするパターンを識別するのに役立つ。画像が土壌や植物ベースのセンサーと組み合わされれば、データは灌漑需要をリアルタイムで極めて正確に把握し、潜在的な問題についても警告することができる。
灌漑設備の故障や漏水の発見
水の浪費、特に水が希少な資源である地域での浪費は、世界中の農家や食料生産者にとって大きな悩み（そして費用負担）である。一方の極には、点滴灌漑や土壌を使わない温室などの高度な環境制御といった技術があるが、これらは高コストの技術やシステムを伴うため、大規模農業（または付加価値の低い作物）には適していない。大幅な改善が可能な分野の一つは、灌漑システムにおける漏水などの故障の発見である。
従来は、故障した機器を見つけたり漏水を特定したりするために、現地での点検が必要だったかもしれない。IoT機器により、何らかの異常や不審な点があれば、ソフトウェア自体が警告を発することができるようになった。これは機器が相互接続されている場合にのみ可能となる。こうして、灌漑センサーは異常を検知し、根本的な問題や変数と結び付けることができる。特に、他の情報源、例えば気象データと接続されている場合には、他の潜在的な原因を除外することも可能である。
私が協力してきある生産者は、アイダホ州中東部で2,630ヘクタールの農地を管理しており、この地域では2日間で気温が25°Cも大きく変動することがある。灌漑の管理は、同生産者にとって最大の課題である。気温が上昇した際に稼働させる灌漑用旋回式散水機が80基あるため、地面が急速に乾燥すると、どんな問題も大きな問題に発展しかねない。Valley InsightsのようなAIベースのツールを利用することで、航空映像や、各植物のサーマルイメージングを含む圃場のその他のデータにアクセスできるようになった。取得された画像とAIによる圃場分析により、直ちに対処が必要な灌漑の問題を特定し、問題のある箇所を正確に示す的確な警告を提供することが可能になっている。これにより、肉眼では検知が難しい旋回式散水機関連の漏水などの問題にも対処できるようになった。AIの力は、問題を浮き彫りにするだけにとどまらない。灌漑の異常を是正する方法についての知見も提供している。
自律型AIによる農業の未来
自動運転車の登場が、私たちの知る運転のあり方を変えることになるのと同様に、AI駆動の自律型ツールの導入により、農業と農作業は10年以内に再定義されるだろう。現在、AIと予測分析の役割は主に農家の意思決定プロセスを支援することであるが、そう遠くない将来には、機械が自律的に稼働できるようになるだろう。
世界経済フォーラムは、世界の食料安全保障を確保するために何をしているか？
農業における自律型機械は、作物の要件のみを考慮するだけではない。収量の質や、エネルギーコストに関連する財務上の考慮事項などの要因、さらにその他のパラメータを考慮に入れる「知能」を備えることになる。灌漑と水消費全般は重要な出発点であるが、この技術は施肥や作物保護を含む他の農学的プロセスにおいても要となるだろう。
