کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی

از زمان به وجود آمدن انسان بر روی کره خاکی، تاکنون مشاغل زیادی بر حسب نیاز انسان به وجود آمده‌اند و بعد از مدتی و به دلیل عدم کارایی آن‌ها از میان رفته‌اند اما کشاورزی یکی از مشاغلی مهم و با اهمیت است که هزاران سال است با زندگی انسان گره خورده است و انسان‌ها در طی قرون مختلف به پیشرفت‌های زیادی در عرصه‌های مختلف علمی و تکنولوژی دست یافته‌اند که از این علوم و تکنولوژی‌ها نیز در صنعت کشاورزی بهره برده‌اند.

یکی از این تکنولوژی‌های نوین که امروزه رواج زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده است تکنولوژی هوش مصنوعی است و در کشورهای صنعتی و پیشرفته دنیا از هوش مصنوعی برای تولید محصولات مختلف کشاورزی به کار گرفته می‌شود و به کمک این تکنولوژی توانسته‌اند از منابع آبی و خاکی موجود بیشترین بهره‌وری به دست آورند که در این مقاله قصد داریم به کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی بپردازیم.

هوش مصنوعی چیست

هوش مصنوعی یا Artificial intelligence (AI) در واقع نوعی تکنولوژی و شاخه‌ای از علم کامپیوتر است که با هدف تولید ماشین‌هایی هوشمند شکل گرفته است که این ماشین‌ها توانایی تفکر دارند البته این تفکر با تفکر انسانی متفاوت بوده و در واقع می‌توان گفت هوش مصنوعی از روی هوش انسانی شبیه سازی شده است و طراحی یا برنامه نویسی آن به گونه‌ای بوده است که بتواند همانند ذهن انسان فکر کند و قادر به یادگیری و حل مسئله باشد.

کشاورزی هوشمند

کشاورزی هوشمند (smart farming) نوعی مفهوم جدید و نوظهور است که در آن از تکنولوژی‌های هوشمند و خودکار بهره گرفته می‌شود که به کمک این تکنولوژی‌ها روش‌های جدیدی برای کاشت، داشت و برداشت محصولات کشاورزی ابداع شده است و در واقع کشاورزی هوشمند به کمک ابزارهای مدرنی مانند حسگرها (سنسورها)، ربات‌ها، پهبادها و غیره انجام می‌گیرد که این ابزارها موجب:

• افزایش راندمان مراحل مختلف کشاورزی (کاشت، داشت و برداشت) می‌شوند.
• کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی را افزایش می‌دهند.
• استفاده از نیروی انسانی را به حداقل میزان ممکن می‌رسانند.
• امور مختلف کشاورزی را سریع‌تر و آسان‌تر می‌کنند.
• از نابودی و فرسایش خاک جلوگیری می‌کنند.

فرق کشاورزی سنتی و کشاورزی هوشمند چیست

تصمیمات کشاورزی سنتی بر اساس تجربه کشاورز و تحت تاثیر عوامل محیطی زیادی است که گاهی این تصمیمات دیر هنگام و نادرست هستند و موجب خسارت مالی به کشاورز، از بین رفتن منابع آبی و خاکی موجود، کاهش کیفیت و کمیت محصولات می‌شوند که همه این عوامل منجر به کاهش بازدهی کشاورزی سنتی می‌شوند.

اما در کشاورزی هوشمند از تجهیزات مدرنی مانند حسگرها، ربات‌ها و غیره برای تولید محصولات گیاهی بهره می‌گیرند و به کمک داده‌های به دست آمده از این تجهیزات می‌توان تصمیمات صحیحی اتخاذ کرد که این امر موجب افزایش کمی و کیفی محصول می‌شود و در واقع کشاورزی هوشمند به کمک هوش مصنوعی راندمان و بازدهی بالاتری نسبت به کشاورزی سنتی دارد.

مزایای هوش مصنوعی در کشاورزی

امروزه هوش مصنوعی انقلابی عظیم در صنعت کشاورزی به وجود آورده است و به طرز چشمگیری موجب افزایش بهروری محصولات کشاورزی شده است از مزایای هوش مصنوعی و استفاده از تکنولوژی‌های هوشمند در کشاورزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انتخاب محصول مناسب و با توجه به تقاضای بازار

با استفاده از ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی و پردازش اطلاعات آن‌ها می‌توان محصول مناسبی را برای کاشت انتخاب کرد و اساس انتخاب محصول، سازگاری با شرایط اقلیمی منطقه و بازدهی آن است و در واقع باید محصولی را انتخاب کرد که در بازار دارای بیشترین تقاضا باشد و به قیمت بالایی به فروش برسد.

• پیش بینی شرایط آب و هوایی

به کمک این ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی و تصاویر ماهواره‌ای می‌توان شرایط اقلیمی یا آب و هوایی منطقه را پیش بینی کرد تا از وقوع خسارت ناشی از عوامل جوی مانند سیل، طوفان و یخبندان‌های شدید و غیره جلوگیری کرد همچنین می‌توان میزان و زمان وقوع بارندگی‌، میزان تبخیر و تعرق از سطح گیاه و غیره را پیش بینی کرد بر همین اساس برنامه دقیقی برای آبیاری تنظیم کرد.

• کاهش مصرف سموم کشاورزی

به کمک ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توان وقوع و طغیان عوامل بیماریزای گیاهی، آفات خسارت‌زا و همچنین علف‌های هرز را پیش بینی کرد و راهکارهای مناسبی برای مبارزه با آن‌ها به کار گرفت از طرفی به کمک ربات‌ها و پهبادهایی مجهز به هوش مصنوعی می‌توان اقدام به سمپاشی مزارع به صورت یکنواخت و به مقدار مناسب کرد که این امر موجب کاهش مصرف سموم شیمیایی و در نتیجه کاهش میزان آلودگی محیط زیست می‌شود.

• شناسایی بذور سالم

بذور هر چه سالم‌تر و دارای قوه‌ی نامیه‌ی بالاتری باشند به گیاهان قوی‌تر و پربارتری تبدیل خواهند شد که با استفاده از ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توان این بذور را از بذور ضعیف شناسایی و جداسازی کرد و برای کاشت استفاده نمود.

• بررسی شرایط خاک

خاک یکی از عوامل مهم در رشد و کیفیت محصولات گیاهی به شمار می‌رود و هر چقدر که از کیفیت و سلامت بالاتری برخوردار باشد کیفیت و کمیت محصولات گیاهی را ارتقا خواهد داد که امروزه به کمک ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توان به بررسی دقیق و تجزیه و تحلیل داده‌های بدست آمده از خاک پرداخت و مشکلات و کمبود مواد مغذی موجود در آن را شناسایی کرد و برای رفع آن اقدامات اساسی برداشت.

• کوددهی هوشمند

یکی از مزیت‌های مهم ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی در این است که با تجزیه و تحلیل داده‌های خاک و نیاز گیاه می‌توانند نیاز کودی گیاه را به طور دقیق شناسایی کنند و ترکیب کودی بهینه به میزان دقیق و در زمان مناسب را تشخیص دهند که این امرمی‌تواند سبب افزایش محصولات گیاهی از نظر کمی و کیفی و جلوگیری از شوری خاک شود.

• بررسی وضعیت محصولات گیاهی

ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی این امکان را به وجود آورده‌اند که بتوان وضعیت گیاه، سلامت و مشکلات آن، علف‌های هرز و عوامل دیگر که سبب افت محصول آن می‌شود را شناسایی کرد و در واقع موجب حفاظت و افزایش بهره وری محصولات گیاهی می‌شوند.

• ارتقا سطح آبیاری

طبق گزارشات رسمی از میزان آبی که بر روی کره زمین وجود دارد تنها 3 درصد آن شیرین و 97 درصد آن شور است که در حدود 70 درصد از این آب شیرین به مصرف محصولات کشاورزی می‌رسد که با توجه به کاهش منابع آبی بر روی کره زمین نیاز است میزان مصرف آن را کاهش و میزان بهروری آن را افزایش داد یکی از روش‌هایی که به این امر کمک شایانی می‌کند استفاده از ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی است.

به کمک ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توان داده‌های دقیقی در مورد خاک بدست آورد همچنین سیستم‌های نوین آبیاری را هوشمندتر ساخت و در واقع بهترین و کارامدترین روش آبیاری را پیاده سازی کرد که در این روش‌های آبیاری از پهبادهای مجهز به هوش مصنوعی و بدون سرشنین استفاده می‌کنند که با پرواز هفتگی این پهبادها بر روی اراضی و عکسبرداری از آن‌ها می‌توان اطلاعات دقیقی در مورد این اراضی بدست آورد.

• برداشت محصولات

برداشت محصولات کشاورزی کاری سخت، هزینه‌بر و زمان‌بر است و نیاز به تعداد زیادی کارگر دارد و از طرفی تلفات محصولات کشاورزی در حین برداشت نیز بالا است اما ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی با داشتن حسگرها و بینایی کامپیوتری می‌توانند محصولات کشاورزی رسیده را شناسایی کنند و بدون آسیب و در ظرف مدت کوتاهی برداشت کنند و این امر کمک زیادی به کاهش هزینه‌ها خواهد کرد.

• ارتقا مدیریت در بخش کشاورزی

مدیریت یک مزرعه نیاز به اخذ تصمیمات زیادی در تمامی مراحل کاشت، داشت و برداشت محصول دارد که هر کدام از این تصمیمات می‌توانند سطح کمی و کیفی محصولات را تحت تاثیر قرار دهند و حتی ممکن است مدیران به دلیل پیچیدگی کار نتوانند تصمیمات صحیحی اتخاذ کنند.

از همین رو تکنولوژی هوش مصنوعی کمک شایانی به مدیران بخش کشاورزی می‌کند که بتولنند تصمیمات صحیحی در ارتباط با افزایش سطح تولید محصولات کشاورزی و ارتقا سطح کیفی آن‌ها بگیرند.

معایب هوش هوش مصنوعی در کشاورزی

هر روش یا تکنولوژی جدیدی علاوه بر مزیت‌های مختلف می‌تواند معایبی در پی داشته باشد که تکنولوژی هوش مصنوعی نیز از این قائده مستثنی نیست و معایب این روش شامل موارد زیر است

• استفاده از تکنولوژی و ابزارهای جدید مجهز به هوش مصنوعی نیاز به صرف هزینه‌های زیاد است و در واقع استفاده از این ابزار تنها برای کشاورزانی که قصد سرمایه گذاری کلان دارند امکان پذیر خواهد بود.
• برای استفاده از این تکنولوژی جدید نیاز به اینترنت مداوم و پرسرعت است و با توجه به این که در بسیاری از اراضی کشاورزی امکان دسترسی به اینترنت وجود ندارد پس نمی‌توان از این تکنولوژی استفاده کرد.
• نصب و پیاده سازی این تکنولوژی در اراضی کشاورزی پیچیدگی‌های زیادی را به دنبال دارد از همین رو نیاز به افرادی متخصص برای اجرا و راه اندازی آن است که متاسفانه در حال حاضر با کمبود چنین نیروهایی مواجه هستیم.

بیشتر بخوانید: بن درخت چیست؟

نقش ربات‌ها در کشاورزی

در حال حاضر شرکت‌های دانش بنیان و استارتاپ در سراسر دنیا در حال تولید و توسعه ربات‌هایی هوشمند هستند که این ربات‌ها توانایی انجام چند کار را همزمان در مزارع دارند به عنوان مثال:

• این ربات‌ها می‌توانند به بررسی و ارزیابی محصولات بپردازنند.
• قادر به تشخیص و مبارزه با آفات، امراض و علف‌های هرز هستند.
• این ربابت‎‌ها می‌توانند محصولات را با دقت و سریع برداشت و بسته بندی کنند.
• این ربات‌ها در مقابل نیروی انسانی می‌توانند کارایی زیادی در مواجه با چالش‌های موجود در مزرعه داشته باشند.

نقش هوش مصنوعی در گلخانه‌ها

امروزه شاهد افزایش گلخانه‌های مجهز به هوش مصنوعی در جهان هستیم که این گلخانه‌ها وسعت کوچکی نسبت زمین‌های زراعی دارند به همین دلیل به راحتی می‌توان درون گلخانه‌ها تجهیزات نظارتی، حسگرهای مختلف، تکنولوژی مجهز به هوش مصنوعی و غیره راه اندازی کرد و به کمک این تجهیزات می‌توان بر روی تمام مراحل رشد گیاه و رطوبت، دما، و سایر عوامل محیطی در گلخانه نظارت و بررسی کرد و محصولاتی با کیفیتی برداشت کرد.

نقش هوش مصنوعی در تولید نهال

امروزه هوش مصنوعی در نهالستان‌های مجهز دنیا نیز راه پیدا کرده‌اند و این نهالستان‌ها مجهز به تکنولوژی هوش مصنوعی مانند انواع حسگرها، ابزارهای دیجیتالی و غیره هستند که به کمک این تکنولوژی‌ها می‌توانند بهترین‌ها نهال‌ها را از نظر کیفی در حجم انبوه تولید کنند.

خوشبختانه این تکنولوژی وارد نهالستان‌ها کشور نیز شده است و طبق گزارشات رسمی برای نخستین بار این تکنولوژی در نهالستان‌ها استان سمنان به کار گرفته شده است که امید است این تکنولوژی در دیگر نهالستان‌های کشور نیز گسترش پیدا کند.

آینده هوش مصنوعی در کشاورزی

طبق گزارشات سازمان ملل متحدد جمعیت جهان در سال 2023 نزدیک به 8 میلیارد نفر است که این جمعیت در سال 2050 به بیش از 10 میلیارد نفر خواهد رسید که با توجه به افزایش جمعیت در دنیا، محدودیت منابع آبی و خاکی، اختصاص اراضی کشاورزی به گسترش شهرها و جاده‌ها و نیاز روز افزون بشر به غذا، دولت‌ها با چالش زیادی در ارتباط با تامین غذا مواجه هستند.

بنابراین به کارگیری تکنولوژی‌های مجهز به هوش مصنوعی که میزان تولید و بهره وری محصولات کشاورزی را بهبود می‌بخشند آینده بسیار روشنی در بخش کشاورزی به دنبال خواهند داشت.

نتیجه گیری

با افزایش رشد جمعیت در دنیا نیاز به تامین و امنیت غذا رو به افزایش است که برای تامین منابع غذایی در حجم انبوه نیاز است از روش‌های سنتی و قدیمی برای تولید محصولات کشاورزی دست کشید و از تکنولوژی‌های نوین همچون هوش مصنوعی استفاده کرد تا میزان تولید و بهره وری محصولات کشاورزی را ارتقا داد.

در سال‌های اخیر در کشور با کاهش منابع آبی و خاکی مواجه هستیم از طرفی با توجه افزایش جمعیت نیاز به تامین منابع غذایی در حجم انبوه است بنابراین لازم است از روش‌های مختلف و نوین همچون هوش مصنوعی برای افزایش تولید محصولات گیاهی استفاده کرد و برای این منظور می‌بایست بسترهای لازم برای ایجاد این تکنولوژی در کشور فراهم ساخت و از این تکنولوژی در عرصه‌های مختلف کشاورزی از جمله تولید نهال اصلاح شده بهره برد.