کشاورزی هوشمند در دنیای مدرن
گره خوردن فناوری و کشاورزی باعث شده دغدغه تأمین امنیت غذایی در جهان کاهش یابد
همچون دیگر صنایع، کشاورزی نیز با ورود فناوری دستخوش تغییرات شگفت‌انگیزی شده است. همگرایی کشاورزی و فناوری که اغلب به‌عنوان «agtech» (تکنولوژی کشاورزی) شناخته می‌شود، چنان تحولی در این صنعت ایجاد کرده که تا قبل از آن، حتی تصورش نیز غیرممکن بود. حالا دیگر فناوری باعث بهینه‌سازی محصولات کشاورزی شده تا دغدغه تأمین امنیت غذایی در جهان کاهش یابد.
آرزوکیهان
خبر نگار
روش‌های نوین فناوری
در کشاورزی
در دو دهه اخیر شاهد شتاب بی‌سابقه‌ای در ادغام فناوری و کشاورزی بوده‌ایم. بر اساس گزارش سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد(فائو) انتظار می‌رود جمعیت جهان تا سال 2050 به 9.1 میلیارد نفر برسد یعنی این تعداد 34 درصد بیشتر از جمعیت جهان در سال 2023 خواهد بود. برای تغذیه چنین جمعیت رو به رشدی، تولید غذا باید 70 درصد افزایش یابد که این به معنای افزایش سالانه تولید گوشت به میزان 200 میلیون تن و تولید غلات به اندازه 3 میلیارد تن است و البته این رشد تولید تنها با بهره‌گیری از کشاورزی مدرن امکان‌پذیر خواهد بود.
درحالی‌که هنوز هم در برخی کشورها، کشاورزی سنتی رواج دارد تحول در این نوع از کشاورزی نیازمند بهره‌گیری از فناوریهای پیشرفته است. ظهور کشاورزی مدرن نشان‌دهنده حرکت کشورها به سمت شیوه‌های کارآمد، پایدارتر و مبتنی بر داده است. اطلاعات موجود نشان می‌دهد که چگونه فناوری توانسته است انقلابی در نحوه کشت، برداشت و توزیع محصول ایجاد کند. امروزه کشاورزان و شرکت‌ها با بهره‌گیری از قدرت هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، فناوری بلاکچین و تجزیه وتحلیل داده‌ها فرصت‌های جدیدی برای افزایش بهره‌وری و نظارت بر محیط زیست ایجاد کرده‌اند.
عملکرد دقیق هوش مصنوعی
در کشاورزی
هوش مصنوعی تحول شگرفی در صنعت کشاورزی به وجود آورده و بینش بی‌نظیری را درباره سلامت محصول، شرایط خاک و عوامل محیطی ارائه می‌دهد. یکی از ظرافت‌های کاربردی هوش مصنوعی ادغام راه‌حل‌های مبتنی بر بهینه‌سازی شیوه‌های کشاورزی و به حداکثر رساندن بازده و استفاده صحیح از منابع است. الگوریتم‌های هوش مصنوعی با استفاده از داده‌های تصاویر ماهواره‌ای، توصیه‌های دقیقی برای مدیریت محصول ارائه می‌دهد که علاوه بر نظارت کامل بر سلامت گیاه و تشخیص آفات و بیماری‌ها، تغییرات الگوهای آب و هوایی را پیش‌بینی می‌کند تا آبیاری محصول به شکل بهینه انجام شود. امروزه هوش مصنوعی نقش حیاتی فزاینده‌ای در شکل دادن به آینده کشاورزی دقیق ایفا می‌کند و تخصیص منابع کارآمدتر و شیوه‌های تولید مواد غذایی پایدار را ممکن می‌سازد.
کاهش استفاده از آفت‌کش‌ها
با هوش مصنوعی
امروزه فناوریهای جدید سم‌پاشی محصولات زراعی، کارآمدتر از همیشه هستند و به‌زودی مصرف آفت‌کش‌ها را تا 90 درصد کاهش می‌دهند. متأسفانه جهان با مشکل آفت‌کش‌ها و آلودگی زیست محیطی و محصولات روبه‌روست. سالانه 3 میلیون تن آفت‌کش در سراسر جهان روی محصولات کشاورزی اسپری می‌شود و مشخص شده است که این آفت‌کش‌ها به مسیرهای آب نفوذ می‌کنند و اثرات مخرب زیست‌محیطی داشته و سلامت ما را تهدید می‌کنند. فروش جهانی آفت‌کش‌ها در سال 2022 حدود 79 میلیارد دلار افزایش یافته که مایه نگرانی‌های بسیار بوده است اما در روش‌های جدید و فناورانه، سم‌پاشی با استفاده از هوش مصنوعی میزان آفت‌کش‌ها را تا 90 درصد کاهش خواهد داد.
صنعت کشاورزی در حال حاضر پیشرفت‌هایی در کاهش سم‌پاشی بیش‌ازحد داشته است. به‌طور مثال هوش مصنوعی با بهینه‌سازی افزودنی‌های کمکی آفت‌کش‌ها(adjuvant)، تأثیر بسیاری بر کاهش استفاده از آنها داشته است. این در حالی است که افزودنی‌های کمکی هوش مصنوعی حاوی هیچ ماده اسپری فعالی نیستند و از مواد شیمیایی دیگری مانند سورفاکتانت‌ها، امولسیفایرها و روغن‌ها تشکیل شده‌اند و می‌توانند توانایی اسپری را برای ماندن و نفوذ روی برگ‌ها بهبود بخشند. با استفاده از هوش مصنوعی، این افزودنی های کمکی یک بارِ الکترواستاتیکی روی قطرات ایجاد می‌کنند و نحوه چسبیدن آنها به شاخ و برگ را بهبود می‌بخشند تا دیگر نیازی به استفاده از آفت‌کش‌های خطرناک گذشته نباشد.
اینترنت اشیا و حسگرهای هوشمند
اینترنت اشیا (IoT) با امکان ادغام یکپارچه حسگرها، دستگاه‌ها و پلتفرم‌های تجزیه و تحلیل داده در سراسر اکوسیستم مزارع، کشاورزی را متحول کرده است. یکی از روندهای برجسته فناوری کشاورزی، گسترش راه‌حل‌های مجهز به اینترنت اشیاست که زمینه نظارت و کنترل در عملیات کشاورزی را فراهم می‌کند. از سنسورهای رطوبت خاک و ایستگاه‌های هواشناسی گرفته تا سیستم‌های آبیاری هوشمند، فناوریهای اینترنت اشیا دید بی‌سابقه‌ای را در شرایط مزرعه و معیارهای عملکردی کشاورزان ارائه می‌دهند. به‌عنوان‌مثال، سیستم‌های آبیاری مجهز به اینترنت اشیا می‌توانند به طور خودکار جریان آب را بر اساس سطح رطوبت خاک تنظیم کنند تا درنتیجه، ضایعات محصول کاهش یابد و آب بیشتری حفظ شود.
پایش گلخانه‌ای مستلزم اندازهگیری پارامترهایی مانند دمای هوا، سطوح روشنایی، رطوبت و شرایط خاک برای افزایش عملکرد و بهینه‌سازی مصرف منابع است که با استفاده از اینترنت اشیا و حسگرهای هوشمند انجام می‌شود. به‌طور مثال در مدیریت کود، حسگرهای الکتروشیمیایی به دقت پارامترهایی مانند pH و مواد مغذی خاک را برای اندازهگیری میزان حاصلخیزی خاک تجزیه وتحلیل می‌کنند. این موضوع باعث تصمیم‌‌گیری آگاهانه‌تر درباره کاشت بذر و کاربرد کود می‌شود.
این فناوری در دامداری هم کاربردهای فراوانی دارد؛ به‌طور مثال دستگاه‌های مجهز به GPS و حسگرهای بیومتریک می‌توانند سلامت و رفتار حیوانات را پایش کنند و مداخلات پیشگیرانه‌ای برای جلوگیری از شیوع بیماری‌های دامی انجام دهند. با کمک فناوری همچنین می‌توان برنامه تغذیه دام را هم بهینه‌سازی کرد.
شفاف‌سازی زنجیره تأمین
با بلاکچین
امروزه فناوری بلاکچین به‌عنوان یک نیروی مؤثر در کشاورزی ظاهر شده و شفافیت، قابلیت ردیابی و اعتماد را در زنجیره تأمین مواد غذایی ارائه می‌کند. یکی از مهم‌ترین روندهای فناوری کشاورزی بر اساس بلاکچین، رسیدگی به مسائل مربوط به ایمنی، اصالت و منشأ مواد غذایی است. بلاکچین در کشاورزی می‌تواند به ذخیره‌سازی اطلاعات مربوط به مزارع، موجودی انبار و لیست قراردادها کمک کند زیرا نگهداری و صحت‌سنجی این اطلاعات، مهم و هزینه‌بر است. خدمات بلاکچین در کشاورزی به گونه‌ای است که هم می‌توان منشأ غذاها را ردیابی کرد و هم زنجیره تأمین مواد غذایی قابل‌اعتمادی فراهم ساخت که این موضوع درنهایت باعث ایجاد اعتماد بین مصرف‌کننده و تولیدکننده می‌شود.
روش ذخیره‌سازی داده‌ها در بلاکچین باعث هوشمندتر شدن کشاورزی می‌شود. بلاکچین همچنین به ذینفعان امکان می‌دهد تا سیر محصولات غذایی را از مزرعه تا مقصد ردیابی و به کاهش خطرات مرتبط با تقلب مواد غذایی و آلودگی غذا کمک کند.
ماهواره‌های فضایی
فناوریهای حوزه هوافضا هم به کشاورزی ورود کرده‌اند به گونه‌ای که با استفاده از تکنولوژی ماهواره‌های فضایی، کشاورزان قادرند با تغییرات آب و هوایی مقابله و از قبل خود را برای شرایط خاص آماده کنند تا کمتر دچار ضررهای مالی و خرابی محصولاتشان شوند.
اطلاعات ماهواره‌ای می‌تواند به مدیریت مصرف بهینه آب در مزارع کشاورزی، کمک به تعیین حقابه و تخصیص منابع آبی به مزارع، محاسبه میزان تبخیر آب و مطالعه رطوبت خاک و همچنین سلامت خاک و گیاه کمک شایان توجهی کند. به این ترتیب فناوریهای ماهواره‌ای به تولیدکنندگان محصولات کشاورزی کمک می‌کند تا بیشترین بازده محصول را داشته باشند.
بــــرش
کشاورزی روباتیک
استفاده از روبات‌های مختلف و اتوماسیون در صنعت کشاورزی، عملاً میزان دقت و کارآیی را هنگام کاشت و برداشت محصولات بالا می‌برد. در این زمینه می‌توان به استفاده از تراکتورهای پیشرفته و پهپادهای خودران در کنار بازوهای روباتیک اشاره کرد که این موارد در کنار یکدیگر فرصت بی‌سابقه‌ای برای ساده‌سازی عملیات اجرایی در مزارع کشاورزی را فراهم می‌کنند و درنهایت هم میزان بهره‌وری افزایش می‌یابد.
کشاورزان با استفاده از روبات‌ها می‌توانند بر کمبود نیروی کار غلبه کنند، هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند و کارآیی کلی کشاورزی را بهبود بخشند. به‌عنوان‌مثال، تراکتورهای مستقل مجهز به GPS می‌توانند با دقت در مزارع حرکت کنند، بذرها را بکارند و کوددهی را در زمان مناسب انجام دهند. همچنین ماشین‌های برداشت روباتیک می‌توانند میوه و سبزیجات رسیده را با سرعت و دقت، شناسایی و برداشت کنند تا به این ترتیب ضایعات محصولات کاهش معناداری داشته باشد. علاوه بر این، پهپادهای آب‌پاش مجهز به دوربین و حسگرهایی با وضوح‌بالا پس از رصد دقیق زمین عملیات آب‌پاشی را انجام خواهند داد.
مزرعه‌ای را تصور کنید که در آن پهپادها، حسگرها، ماشین‌آلات خودکار و پلتفرم‌های دیجیتال به‌طور یکپارچه با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و درنهایت نیز توسط یک سیستم هوش مصنوعی متمرکز هدایت می‌شوند. پهپادهای بذرپاش و سم‌پاش مجهز به جی‌پی‌اس و لیزر، با پوشش دادن نقاط دشوار و خطرناک مانند مکان‌های پرآب، زمین‌های کوچک، شیب‌های تند و موارد دیگر، کارآیی را به حداکثر می‌رسانند.همچنین باید گفت که پهپادها می‌توانند تا 5 برابر سریع‌تر از تجهیزات معمولی آب‌پاشی و عملیات اسپری آفت‌کش‌ها را اجرا کنند که خود تأثیر فراوانی درافزایش بازده محصولات دارد.