بررسی کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت کشاورزی
هوش مصنوعی (AI) با تجزیه و تحلیل داده‌های پیچیده و اتخاذ تصمیمات هوشمند، به طور گسترده‌ای در زمینه کشاورزی هوشمند در ایران و سایر کشور‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین، هوش مصنوعی می‌تواند در بهینه‌سازی فعالیت‌های مربوط به کشاورزی و مزارع هوشمند نقش بسیار مهمی داشته باشد؛ مانند خودکارسازی فرآیند‌های کشاورزی، مانیتورینگ، کنترل هوشمند آبیاری و استفاده از ربات‌ها و سنسور های هوشمند برای برداشت محصولات. اگر علاقه‌مند به smart farming، کشاورزی مدرن و فناوری ها و تجهیزات کشاورزی هوشمند هستید، در ادامه با ما همراه باشید.
تفاوت کشاورزی دقیق و هوشمند چیست؟
کشاورزی دقیق و کشاورزی هوشمند (smart agriculture) دو رویکرد جداگانه در حوزه کشاورزی هستند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. کشاورزی دقیق به استفاده از داده‌های دقیق و فناوری‌های پیشرفته برای مدیریت منابع در مزرعه، از جمله آب و کود می‌پردازد. این رویکرد به کشاورزان کمک می‌کند تا به طور دقیق‌تر و بهینه‌تری فعالیت کنند.
برای مشاهده جدیدترین فرصت‌های استخدام مهندس کشاورزی می‌توانید به لینک زیر مراجعه کنید:
https://karbord.io/jobs/agricultural-engineer
از سوی دیگر، کشاورزی هوشمند به عنوان یک مفهوم نوظهور، از ترکیب تکنولوژی‌هایی مانند اینترنت اشیاء، هوش مصنوعی و رباتیک بهره میبرد تا به کنترل هوشمند زمین‌های زراعی بپردازد. این رویکرد کمیت و کیفیت تولیدات کشاورزی را افزایش داده و در عین حال، باعث کاهش نیاز به نیروی انسانی در فرآیند تولید محصولات می‌شود.
از کاربردهای مهم هوش مصنوعی در هوشمند سازی گلخانه ها و مزارع زراعی می‌توان به بهبود مدیریت محصولات، افزایش بهره‌وری و کاهش هدررفت، پیش‌بینی عوامل مؤثر بر تولید محصولات و ارتقای سیستم‌های کاشت و برداشت اشاره کرد. با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین و اینترنت اشیا (iot)، مدل‌هایی برای پیش‌بینی و تشخیص بیماری‌ها و آفات در گیاهان توسعه داده می‌شوند.
این فناوری همچنین می‌تواند در بهبود سیستم‌های مدیریت مزرعه هوشمند، مانند برنامه‌ریزی سالیانه، زمان‌بندی کشت و مدیریت منابع مورد استفاده قرار گیرد که همگی باعث افزایش بهره‌وری و سودآوری در صنعت کشاورزی می‌شوند.
از جمله تکنولوژی‌هایی که در کشاورزی هوشمند به کار گرفته می‌شوند، می‌توان به ربات‌ها، سنسور‌ها و تجزیه و تحلیل داده‌ها اشاره کرد. این ابزار‌ها به کشاورزان کمک می‌کنند تا به کنترل دقیق‌تر مزارع خود بپردازند و با استفاده از داده‌های تحلیل‌شده به وسیله این ابزار‌ها، تصمیم‌گیری‌های بهتری در زمینه مدیریت مزارع خود اتخاذ کنند.
نظارت بر محصول و خاک
عناصر ریز و درشت مغذی موجود در خاک از عوامل حیاتی برای رشد محصولات و هم از نظر کیفی و هم از نظر کمی هستند.
هنگامی که محصولات در خاک قرار می‌گیرند، نظارت بر مراحل رشد آن‌ها برای بهینه‌سازی راندمان تولید ضروری است. درک تعاملات بین رشد محصول و محیط زیست به منظور ایجاد تغییراتی برای بهبود سلامت محصول اهمیت زیادی دارد.
در گذشته، کیفیت خاک و سلامت محصول با مشاهده تعیین می‌شد، اما این روش نه دقیق است و نه به موقع.
در عوض، اکنون می‌توانیم از پهپاد‌ها برای بررسی داده‌های تصویر هوایی استفاده کنیم و مدل‌های بینایی رایانه‌ای را آموزش دهیم تا از آن‌ها برای نظارت هوشمند بر شرایط محصول و خاک استفاده کرد.
پردازش تصویر می‌تواند این داده‌ها را تجزیه و تحلیل و تفسیر کند:
• بررسی سلامت محصول
• پیش‌بینی دقیق عملکرد
• تشخیص مشکلات در محصولات بسیار سریع‌تر از انسان
بررسی آفات محصول
هوش مصنوعی در کشاورزی به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تشخیص آفات و بیماری‌ها در محصولات کشاورزی به کار می‌رود. با استفاده از تصاویر مزارع توسط دوربین‌های ماهواره‌ای و یا دستگاه‌های نظارتی، الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توانند بیماری‌ها و آفات را به دقت تشخیص دهند. این اطلاعات می‌توانند به کشاورزان کمک کنند تا به موقع و با دقت بیشتری بیماری‌ها و آفات محصولات را کنترل کنند.
یکی از روش‌هایی که هوش مصنوعی با استفاده از آن می‌تواند در زمینه تشخیص آفات کاربردی باشد، تحلیل تصاویر است. هوش مصنوعی می‌تواند با استفاده از شبکه‌های عصبی، الگو‌های خاصی که به طور معمول توسط آفات ایجاد می‌شوند را شناسایی کند. این الگوریتم‌ها می‌توانند اختلافات جزئی تصاویر را تشخیص دهند که با چشم غیر مسلح تشخیص داده نمی‌شوند.
علاوه بر تحلیل تصاویر، هوش مصنوعی می‌تواند از داده‌های حسگر‌ها نیز استفاده کند. این حسگر‌ها می‌توانند داده‌هایی مانند رطوبت خاک، دما و شرایط هوا را اندازه‌گیری کنند. با تحلیل این داده‌ها به همراه داده‌های مرتبط با آفات و بیماری‌ها، هوش مصنوعی الگو‌هایی را که به احتمال بروز آفات مرتبط هستند را شناسایی می‌کند.
به طور کلی، استفاده از هوش مصنوعی در تشخیص آفات در کشاورزی می‌تواند به کشاورزان کمک زیادی کند. این فناوری امکان ارائه پیش‌بینی دقیق‌تری از آفات و بیماری‌ها را فراهم می‌کند که در نهایت به افزایش کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی منجر می‌شود.
سمپاشی هوشمند
پردازش تصویر در تشخیص اختلالات در کشاورزی عملکرد خوبی دارد، اما می‌تواند به پیشگیری از آفات هم کمک کند.
پهپاد‌های مجهز به هوش مصنوعی امکان سمپاشی خودکار یا کود را به طور یکنواخت در سراسر یک مزرعه فراهم می‌کنند.
پهپاد‌های سمپاش با شناسایی بی‌درنگ مناطق سمپاشی هدف می‌توانند دقت بالایی هم از نظر مساحت و هم از نظر مقدار سم مورد نیاز داشته باشند. این عامل به طور قابل توجهی خطر آلودگی محصولات، انسان، حیوانات و منابع آب را کاهش می‌دهد.
در حالی که کاربرد هوش مصنوعی در این زمینه بسیار زیاد است، در حال حاضر برخی از چالش‌ها همچنان وجود دارند. به عنوان مثال، سمپاشی یک مزرعه بزرگ با پهپاد‌های متعدد بسیار کارآمدتر است، اما تعیین توالی وظایف خاص و مسیر‌های پرواز می‌تواند مشکل‌ساز باشد.
به همین خاطر، محققان در ویرجینیاتک یک سیستم اسپری هوشمند بر اساس سمپاش‌های کنترل‌شده با موتور سروو ابداع کرده‌اند که از فناوری پردازش تصویر برای تشخیص علف‌های هرز استفاده می‌کند. دوربین نصب‌شده روی سمپاش موقعیت جغرافیایی علف‌های هرز را ثبت کرده و اندازه، شکل و رنگ هر گیاه مزاحم را تجزیه و تحلیل می‌کند تا مقادیر دقیق سم مورد نیاز را تعیین کند.
به عبارت دیگر، این دستگاه نوعی نابودکننده علف‌های هرز است و دقت سیستم پردازش تصویر به آن کمک می‌کند تا با چنان دقتی سمپاشی کند که از آسیب‌های جانبی به محصولات یا محیط زیست جلوگیری شود.
وجین خودکار
سمپاش‌های هوشمند تنها دستگاه‌های مجهز به هوش مصنوعی نیستند که به سراغ علف‌های هرز می‌روند. ربات‌های دیگری هم وجود دارند که رویکرد مستقیم‌تری برای از بین بردن علف‌های هرز دارند.
امروزه، هوش مصنوعی باید هم علف هرز را پیدا کرده و هم از بین ببرد.
توانایی حذف فیزیکی علف‌های هرز نه‌تنها باعث صرفه‌جویی در کار کشاورز می‌شود، بلکه نیاز به سموم را نیز کاهش می‌دهد و در نتیجه کل عملیات کشاورزی را بسیار سازگارتر با محیط زیست و پایدار می‌کند.
تصویربرداری هوایی
پردازش تصویر کاربردهای زیادی برای بررسی زمین و مراقبت از محصولات کشاورزی و دام دارد.
هوش مصنوعی می‌تواند تصاویر پهپاد‌ها و ماهواره‌ها را تجزیه و تحلیل کرده و به کشاورزان در نظارت بر محصولات کمک کند. به این ترتیب، اگر چیزی اشتباه به نظر برسد، می‌توانند فوراً بدون نیاز به بررسی مستمر مطلع شوند.
تصویربرداری هوایی همچنین برای افزایش دقت و کارایی سمپاشی آفت‌کش مفید است. همانطور که قبلاً ذکر شد، اطمینان از این که آفت‌کش‌ها فقط در جایی که در نظر گرفته شده می‌روند، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.
جمع‌بندی
استفاده از هوش مصنوعی در زمینه کشاورزی هوشمند به طور مداوم در حال گسترش است و تأثیرات زیادی بر بهره‌وری و کارایی این صنعت دارد. از جمله کاربردهای اصلی هوش مصنوعی در کشاورزی می‌توان به تشخیص بیماری‌ها و آفات و بهینه‌سازی استفاده از منابع آب، خاک و افزایش تولیدات اشاره کرد.
با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، مدل‌های هوش مصنوعی می‌توانند با تجمیع داده‌های مختلفی مانند شرایط آب و هوایی و وضعیت خاک به کشاورزان کمک کنند تا برنامه‌های کشت بهینه‌تری را اجرا کرده و در نتیجه به افزایش بهره‌وری و کاهش هدررفت مواد دست یابند.
