یکی از دلایل به وجود آمدن کشاورزی هوشمند رشد جمعیت جهانی در صد سال گذشته است که بیش از چهار برابر افزایش داشته. بر اساس آمار و مستندات جمعیت جهان در سال ۱۹۱۵ حدود ۱/۵ ميليارد نفر بوده، در حالی که امروزه این تعداد به ۷/۷ ميليارد رسیده است. طبق گزارش سازمان ملل ممکن است جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به ۹/۷ ميليارد هم برسد.
در راستای افزايش جمعيت، تقاضا برای غذا نیز افزایش می‌یابد. نياز به غذا تا سال ۲۰۵۰ بین ۵۹٪ تا ۹۸٪ افزایش خواهد يافت. افزایش تقاضای جهانی برای غذا باعث ایجاد فشار به صنعت کشاورزی برای تولید محصول بیشتر می‌شود.
تکنولوژی پیشرفته‌يی مثل اینترنت اشیا، وسیله‌يی کارآمد برای تغییر در روند کشاورزی‌ست. با استفاده از شیوه‌های هوشمند سازی صنعت کشاورزی یا کشاورزی دقیق و مدرن به تأمين نياز تغذيه‌ی جهانی کمک بسزايی می‌شود.
اهمیت مزرعه‌داری هوشمند به خاطر رشد جمعیت در جهان، افزایش تقاضا برای محصولات بیشتر، نیاز به استفاده از منابع طبیعی به طور مؤثر و افزایش استفاده از اطلاعات و تکنولوژی ارتباطات روز به روز بیشتر می‌شود.
کشاورزی هوشمند چیست؟
مزرعه‌داری یا کشاورزی هوشمند به یک مفهوم و رویکرد مدیریتی برای پشتی‌بانی از مکانيزاسیون کشاورزی به کمک زیرساخت‌های متکی به تکنولوژی‌های پیشرفته اشاره می‌کند. اين زیرساخت به تکنولوژی‌های کلان‌داده (Big Data)، رايانش ابری و اینترنت اشیاء اتکا دارد تا فعاليت‌های ردیابی، نظارت و مانند اين‌ها به صورت خودکار گرد سامان‌دهی شود. کشاورزی هوشمند با عنوان «کشاورزی دقیق» نیز ياد می‌شود. سامانه‌ی کشاورزی هوشمند با ترکيب يک نرم‌افزار مدیریت و نظارت با بهره‌برداری از مجموعه‌ای از حس‌گرها پياده‌سازی می‌شود.
شرايط فعلی کشاورزی
امروزه کشاورزان باید در زمینه‌ی تکنولوژی هوشمند سازی کشاورزی متخصص و حرفه‌يی باشند و در حوزه‌ی اقتصاد عرضه و تقاضا، پرورش خاک، تعامل با طبیعت برای تولید مواد غذایی سالم و غلبه بر تغییرات آب و هوایی کاردان باشند. کشاورزی هوشمند مثل سایر صنایع در حال مدرن شدن است.
تکنولوژی ماشین‌آلات کشاورزی یکی از حوزه‌های اساسی‌ست که برای تغيير در سطح بهره‌وری یک مزرعه به آن بايد اعتنا کرد. تراکتورهای مدرن تجهیزات پیچیده‌يی هستند که از تکنولوژی‌های جی‌پی‌اس، حس‌گرهای تعبیه‌شده و داشبوردهایی که مشابه کابین خلبانی جت‌های تجاری‌ست، بهره می‌برند. حس‌گرها نه تنها به ایجاد مسیرهای مستقیم در زمین کمک می‌کنند، بلکه اطلاعات ارزش‌مندی در باره‌ی نحوه‌ی عمل‌کرد تجهیزات در اختیار می‌گذارند. اين موضوع از آنجا حائز اهميت است که خرابی و از کار افتادن غیرمنتظره‌ی تجهيزات هنگام کاشت یا برداشت منجر به خسارت جبران‌ناپذير می‌شود.
کشاورزان در سراسر دنیا نیاز دارند تا محصولات بیشتری برداشت کنند. حال این برداشت محصول چه از طریق افزایش میزان زمین‌های کشاورزی باشد چه با افزایش بهره‌وری در اراضی موجود. از همين منظر، بايد توجه کرد که در مناطق پرجمعیت افزایش بهره‌وری از طریق افزایش سطح زير کشت اراضی امکان‌پذیر نیست و در نتيجه، هوشمندتر شدن تنها انتخاب ممکن است.
ایالات متحده‌ی آمريکا یک ابرقدرت در بازار غذاست و یک صادرکننده‌ی عمده در این حوزه به حساب می‌آید. از سويی، چين و هند با بهره‌گیری از نیروی کار بیشتر تولیدات قابل توجهی دارند. اين دو کشور، حتا با لحاظ جمعيت بسيار زيادشان، مصرف‌کننده‌ی محصولات خود هستند. این سه تولیدکننده‌ی برتر از سایر مدعیان در این زمینه پیشی گرفته‌اند و به کمک مدرنيزه کردن کشاورزی، تولیدات اين سه کشور از کل اتحادیه‌ی اروپا بیشتر است.
در حال حاضر، ایالات متحده‌ی آمريکا با استفاده از اینترنت اشیاء و پيش‌آهنگی در روش‌های کشاورزی هوشمند با تولید ۷۰۳۴ کیلوگرم غلات در هر هکتار پيش‌رو در جهان است. میانگین جهانی اين کميت ۳۸۵۱ کیلوگرم در هکتار است. این بهره‌وری در زمینه هوشمند سازی مزارع می‌تواند با استفاده‌ی گسترده‌تر از ظرفيت‌های اینترنت اشیاء در مزارع و استخراج فراگيرتر داده‌ها از حس‌گرها، در سال‌های پيش رو حتا بالاتر رود.
تکنولوژی‌های کشاورزی هوشمند
هوشمند سازی در حوزه کشاورزی از تکنولوژی‌هایی نظیر حس‌گرها، ارتباطات شبکه‌يی و ماهواره‌يی، و فنون پردازش داده‌ها بهره می‌برد. مشخصه‌های هر يک از اين ابزارها و ساختارها را اين طور می‌توان مرور کرد:
- حس‌گرها برای بررسی وضعیت خاک، آب، نور، رطوبت و مدیریت دما به کار می‌روند. حس‌گرها و تکنولوژی اینترنت اشیاء می‌توانند شرایط خاک را نظارت و بررسی کنند. با پردازش داده‌ها و روش‌های تحليلی بر پایه‌ی هوش مصنوعی برنامه‌های مراقبتی مانند آبیاری و کوددهی شیمیایی تنظيم می‌شوند. کشاورزان می‌توانند منابع مناسب را تعیین و نتایج را دنبال کنند و با بهره‌برداری از روش‌های یادگیری ماشینی، روش‌ها را بهینه سازند. به اين روش در گذر زمان، سیستم بهترین ترکیبات و نحوه‌ی تنظیم برنامه‌ها را می‌آموزد.
- تکنولوژی‌هایی مانند شبکه‌های پیشرفته و جی‌پی‌اس در دسته‌ی ارتباطات قرار می‌گیرند. در اين حوزه از برنامه‌های ويژه‌يی نيز استفاده می‌شود تا راه حل‌های مبتنی بر اينترنت اشياء فعال شوند. به عنوان مثال، در حوزه تغذیه و مواد غذایی، دانستن این موضوع که مواد غذایی و مواد تشکیل‌دهنده‌شان از کجا می‌آیند، مسأله‌يی مهم برای مصرف‌کنندگان است. تکنولوژی اینترنت اشیاء کمک می‌کند تا منشاء مواد غذایی ردیابی شود تا تولیدکنندگان و خرده‌فروشان بتوانند ارگانیک بودن آنها را برای مصرف‌کنندگان تضمین و اطمینان آنها را جلب کنند.
- تجهيزات رباتیک و هوشمند برای اجرای خودکار فرآيندها کاربرد دارند. در کارخانه‌های تولید و فرآوری، از تجهیزات پیچیده‌ای نظیر کوره، فریزر، نوار نقاله و لیفتراک برای تهیه و بسته‌بندی محصولات استفاده می‌شود. تکنولوژی اینترنت اشیاء می‌تواند از حس‌گرها برای نظارت بر عمل‌کرد ماشین‌آلات استفاده کند تا بتوان علائم هشداردهنده را صادر و دنبال کرد. نگهداری پیش‌گیرانه باعث می‌شود تا ماشین‌ها بدون خاموشی کار کنند.
- در کارخانه‌های تولید و فرآوری، از تجهیزات پیچیده‌ای نظیر کوره، فریزر، نوار نقاله و لیفتراک برای تهیه و بسته‌بندی محصولات استفاده می‌شود. تکنولوژی اینترنت اشیاء می‌تواند از حس‌گرها برای نظارت بر عمل‌کرد ماشین‌آلات استفاده کند تا بتوان علائم هشداردهنده را صادر و دنبال کرد. نگهداری پیش‌گیرانه باعث می‌شود تا ماشین‌ها بدون خاموشی کار کنند.
- از ابزارها و تکنيک‌های پردازش داده‌ها برای تصمیم‌گیری و پیش‌بینی استفاده می‌شود. مجموعه‌يی از داده‌ها شامل داده‌های در دسترس در باره‌ی ميزان برداشت محصولات، بازدهی مزارع، نمونه‌برداری از خاک، وضعیت آب و هوا، برنامه‌های کوددهی، کميت و کيفيت ماشین‌آلات کشاورزی و سلامت دام و طيور عامل مهمی در کشاورزی هوشمند به حساب می‌آید.
- در هوشمند سازی مزارع کشاورزی استفاده از ماهواره‌ها و هواپیماهای بدون سرنشین برای جمع‌آوری داده در طول شبانه‌روز برای کل یک مزرعه یا انبارها، امکان نظارت از راه دور را فراهم می‌کند.
با رویکرد ماشین به ماشین (M2M) این تکنولوژی‌ها به طور ترکيبی به کار گرفته می‌شوند. داده‌های موجود و جمع‌آوری‌شده به عنوان ورودی به یک سیستم پشتی‌بانی برای تصمیم‌گیری داده می‌شوند تا کشاورزان بتوانند روند رشد محصولات خود را نسبت به گذشته بررسی کنند. برای مثال، با اندازه‌گیری دقیق تغییرات در مزرعه، کشاورزان می‌توانند تا حد زیادی اثر سموم دفع آفت‌ها و کودهای شیمیایی را افزایش دهند و از آنها به طور بهينه بهره ببرند. به همین ترتیب، تکنیک‌های کشاورزی هوشمند و نفوذ هوشمندسازی در حوزه کشاورزی به صاحبان مزارع کمک می‌کند تا نیازهای دام‌ها را بهتر از قبل مدیریت و کنترل کنند. به کمک این تکنولوژی‌ها می‌توان تغذیه‌ی دام را مدیریت کرد و آنها را از انواع بیماری‌ها دور نگه داشت و سلامتی‌شان را کنترل کرد.
در مزارعی که برای پرورش و نگهداری دام است، استفاده از تکنولوژی کشاورزی هوشمند مثلا حس‌گرها، می‌توانند وزن احشام و سایر علائم سلامتی‌شان را مانند شيردهی مورد نظارت و بررسی قرار دهند. حس‌گرها و زمان‌سنج‌ها می‌توانند سیکل تغذیه‌ی دام را به طور خودکار سامان دهند و به کنترل رژیم غذایی حیوانات کمک کنند. هم‌چنين، کنترل دقيق دمای محيط يک امر ضروری‌ست، مثلا در انبارهای جوجه‌کشی که عدم رعايت آن چه بسا منجر به اتلاف وسيع طيور شود.
مزایای کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند یا کشاورزی دقیق و اتوماسيون در فعاليت‌های مزرعه‌داری به کاهش هزینه‌های کلی و افزايش بازدهی، بهبود کیفیت و کمیت محصولات و هم‌چنين پایداری کشاورزی کمک می‌کند. در واقع، هوشمند سازی کشاورزی، افزایش کنترل بر تولید منجر به مدیریت بهتر هزینه و کاهش ضایعات می‌شود. برای نمونه، توانایی ردیابی و بررسی ناهنجاری‌های رشد محصول و یا سلامت دام کمک می‌کند تا خطر از دست رفتن منابع و سرمايه کمينه شود.
با استفاده از دستگاه‌های هوشمند، چندین فرآیند به طور هم‌زمان می‌توانند فعال شوند. به بیان ساده‌تر، خدمات خودکار کیفیت محصولات را بهبود می‌بخشد و ميزان برداشت را افزایش می‌دهد. با استفاده از این سیستم حتا می‌توان زمان‌بندی تحویل کالا را به بازار با نهايت دقت مديريت کرد.
آینده کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند و مبتنی بر اینترنت اشیاء زمینه را برای «سومین انقلاب سبز» فراهم می‌کند. اين اتفاق به کاربرد ترکیبی از اطلاعات و تکنولوژی‌های ارتباطی اشاره می‌کند. در اين روند رو به تحول تجهيزات و دستگاه‌هایی مانند انواع تجهیزات ابزار دقیق، عمل‌گرها و حس‌گرهای اینترنت اشیاء، سیستم‌های موقعیت‌یاب جغرافیایی (GPS)، پهپادها و ربات‌ها به کار گرفته می‌شوند.
تکنولوژی اینترنت اشیاء و هوشمندسازی صنعت کشاورزی به کنترل بهتر فرآیندهای کشاورزی و هم‌چنین کاهش خطرات تولید کمک می‌کند و امکان پیش‌بینی نتایج تولید را فراهم می‌کند. این موضوع به کشاورزان کمک می‌کند تا به طور مؤثرتر فرآیند تولید و توزیع محصول را پیش ببرند.
این مطلب برگرفته از یک منبع معتبر است که در صورت علاقه‌مندی می‌توانید مطلب دقیق‌تر کشاورزی هوشمند و حتا مطالب مرتبط را در آنجا بخوانید.
کلام نهايی
شرکت‌ها می‌توانند با استفاده از پردازش‌ها و تحلیل‌های صحیح و ابزارهای گزارش‌دهی مناسب بر اساس داده‌های استخراجی تصمیم‌گیری بهينه انجام دهند. داده‌های به دست آمده و پردازش شده با تکنولوژی اینترنت اشیاء، به کشاورزان و سازمان‌های مرتبط کمک می‌کند تا برای بهره‌برداری بهتر از منابع برنامه‌ريزی کنند و ماشين‌آلات و تجهيزات کشاورزی را با طول عمر بیشتری به کار ببرند. در نتيجه‌ی اين دست‌آوردها، خروجی محصولات کشاورزی از نظر کمی و کيفی رشد می‌کند و با اين افزايش بازدهی، نياز استراتژيک جامعه‌ی جهانی به غذا می‌تواند پاسخی درخور بيابد. چه بسا، کل اکوسیستم غذایی قادر به تغذیه‌ی جمعیت رو به رشد جهان بشود.
