کشاورزی هوشمند چیست؟

کشاورزی هوشمند چیست؟

امروزه تعداد زیادی از کشاورزان به ویژه در مناطق روستایی برای کشت،  کوددهی، مقابله با آفات و برداشت محصولات به تجربیاتی متکی هستند که از  نسل‌های قبل تا به امروز منتقل شده است. از آنجایی که در گذشته تجهیزات  دقیقی برای بررسی تکنیک‌های مختلف کشاورزی وجود نداشته، تکنیک‌های تجربی  نمی‌توانند بیشترین بازدهی را داشته باشند.

کشاورزی هوشمند به استفاده از ابزارهای پیشرفته‌‌ای مانند سنسورها، سیستم هوشمند آبیاری،  ربات‌ها و غیره برای افزایش کارایی فرایندهای کشاورزی شامل کاشت، داشت و  برداشت اشاره دارد. هوشمندسازی کشاورزی با اهداف تسهیل کارهای کشاورزی و  کاهش استفاده از نیروی انسانی و افزایش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی انجام  می‌شود.

تفاوت مزرعه سنتی و مزرعه هوشمند

مزرعه هوشمند به تجهیزات مختلفی مجهز می‌شود تا به تسهیل کارهای  کشاورزی، جلوگیری از نابودی خاک، تصمیم‌گیری صحیح با استفاده از داده‌های  واقعی و افزایش کیفیت و کمیت محصولات کمک کند. در حالی که مزرعه سنتی بر  پایه تجربه کشاورزان مدیریت می‌شود امکان اتخاذ تصمیمات اشتباه یا دیرهنگام  وجود دارد.

تجهیزات کشاورزی هوشمند

کشاورزی مزارع هوشمند با استفاده از تجهیزات و فناوری‌های مختلفی انجام  می‌شود که برای جمع‌آوری داده یا انجام کارهای دشوار مورد استفاده قرار  می‌گیرند. برخی از تجهیزات مورد استفاده در کشاورزی مدرن و هوشمند عبارتند از:

• سنسورهای مختلف شامل سنسور رطوبت خاک (برای اندازه گیری رطوبت خاک و  تعیین زمان مناسب آبیاری)، سنسور هوا (برای پیش‌بینی شرایط جوی)، سنسورهای  الکتروشیمیایی (برای اندازه‌گیری سطح مواد مغذی خاک) سنسور نور، دما و  غیره.
•  
• تجهیزات آبیاری هوشمند
•  
• ماشین آلات هوشمند کشاورزی مانند تراکتورهای مجهز به GPS یا دروگرهای خودکار
•  
• پلتفرم‌ نرم‌افزاری که داده‌ها را از حسگرها و تجهیزات مختلف دریافت می‌کند و پس از آنالیز در اختیار کشاورزان قرار می‌دهد.
•  
• پهپادهای مورد استفاده برای نقشه‌برداری، سم‌پاشی، نظارت بر مزرعه و غیره
•  
• تجهیزات کنترل دما، رطوبت و تهویه در گلخانه‌ها یا سایر محیط‌های کشاورزی تحت کنترل

فناوری‌های هوشمند در کشاورزی

کشاورزی هوشمند یک رویکرد نوآورانه است که با  بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، امکان بهینه‌سازی فرآیندهای کشاورزی و  افزایش بهره‌وری منابع را فراهم می‌کند. در این بخش، به بررسی انواع  فناوری‌های هوشمند استفاده شده در کشاورزی می‌پردازیم:

1. اینترنت اشیاء (IoT):
اینترنت اشیاء یا IoT یکی  از اصلی‌ترین تکنولوژی‌ها در کشاورزی هوشمند است که به اتصال دستگاه‌ها و  سنسورهای مختلف به اینترنت اجازه می‌دهد. با استفاده از IoT، داده‌های  مرتبط با محیط کشاورزی از جمله رطوبت خاک، دما، تراکم گیاهان، و میزان  آبیاری زمان‌بندی شده و به‌روزرسانی می‌شوند. این اطلاعات از راه دور قابل  دسترسی هستند و به کشاورزان اجازه می‌دهد تا تصمیم‌گیری‌های بهتری در مورد  مدیریت منابع و زمان‌بندی آبیاری انجام دهند.

2. هوش مصنوعی (AI):
هوش مصنوعی یکی دیگر از  تکنولوژی‌های کلیدی در کشاورزی هوشمند است که با استفاده از الگوریتم‌ها و  مدل‌های یادگیری ماشین، اطلاعات در زمینه کشاورزی را تحلیل کرده و  تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه در مورد آبیاری، کوددهی، مدیریت آفات و  بیماری‌ها، و برنامه‌ریزی تولید محصولات انجام می‌دهد. با این کاربرد هوش  مصنوعی، بهره‌وری و بهینه‌سازی منابع در کشاورزی به شدت افزایش می‌یابد.

۳. سنسورها:
سنسورها نقش حیاتی در جمع‌آوری  داده‌های مرتبط با محیط کشاورزی ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها به‌صورت  مستقیم با محیط ارتباط برقرار می‌کنند و داده‌هایی مانند رطوبت خاک، نیاز  آبی گیاهان، میزان نور و دما را اندازه‌گیری می‌کنند. این داده‌ها برای  کشاورزان به عنوان راهنمایی قابل استفاده هستند تا زمان‌بندی و میزان  آبیاری را بهینه‌سازی کنند.

4. ردیابی‌ها و GIS:
استفاده از سیستم‌های ردیابی و  GIS (سامانه اطلاعات جغرافیایی) در کشاورزی هوشمند، کشاورزان را قادر  می‌سازد تا محیط کشاورزی خود را به دقت بیشتری مدیریت کنند. این فناوری‌ها  از طریق آموزش و نقشه‌برداری به دقت بیشتری در زمینه‌های مختلف مانند تنظیم  زمان آبیاری، تعیین مناطق مستعد برای کاشت، و مدیریت تولید کمک می‌کنند.

۵. داده‌کاوی و تحلیل داده‌ها:
داده‌کاوی و تحلیل داده‌ها به‌عنوان یک فناوری مهم در کشاورزی هوشمند،  به کشاورزان امکان می‌دهد تا از حجم بزرگ داده‌های جمع‌آوری شده توسط  سنسورها و دستگاه‌های مختلف بهینه‌سازی بهره‌برداری کنند. با تحلیل  داده‌ها، الگوها و روندها شناسایی می‌شوند و تصمیم‌گیری‌ها به صورت  هوشمندانه‌تر انجام می‌شود.

استفاده از این فناوری‌های هوشمندسازی کشاورزی باعث  می‌شود که کشاورزان بتوانند به بهترین شکل ممکن منابع موردنیاز خود را  مدیریت کنند، به بهره‌وری و سودآوری بیشتر دست پیدا کنند و به کشاورزی  پایدار و محیط‌زیستی نیز کمک کنند.

انواع نوظهور کشاورزی هوشمند:

دانشمندان و محققان برای آنکه اثرات کشاورزی هوشمند افزایش یابد. دو  گونه جدید از کشاورزی را ابداع نموده که در ترکیب با شیوه هوشمند  توانسته‌اند، اثرات شگرف‌تری را برای این صنعت پویا به جا بگذارند.

• کشاورزی هیدروپونیک (تولید محصولات بدون خاک و سم)
•  
• کشاورزی دقیق (استفاده از دقت فرا انسانی ماشین‌ها در اندازه‌گیری دقیق متغیرهای محیطی)

این نوع کشاورزی به کمک کشاورزان آمده و سبب کاهش نیاز به منابع آبی،  افزایش بهره‌وری به‌وسیله سنسورها، تجزیه‌ و تحلیل اطلاعات و کنترل دقیق‌تر  مزارع شده است.

امکانات کشاورزی هوشمند

شاید بپرسید که امکانات یک مزرعه هوشمند چیست؟ برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های مزرعه هوشمند عبارتند از:

آبیاری خودکار: سیستم‌ آبیاری خودکار را می‌توانیم طوری برنامه‌ریزی کنیم تا در زمان نیاز حجم آب کافی را در اختیار گیاهان قرار دهد.

ماشین آلات دقیق: کشاورزی هوشمند با استفاده از  پهبادها یا تراکتورهای مجهز به GPS انجام می‌شود که دقت و کارایی بالایی  دارند. برای مثال پهبادهای مجهز به GPS می‌توانند تمامی قسمت‌های مزرعه را  به طور یکنواخت سم‌پاشی کنند.

دسترسی به داده‌های مزرعه در هر لحظه: شبکه‌ای از سنسورهای مختلف داده‌های مزرعه را جمع‌آوری می‌کنند؛ بنابراین کشاورزان می‌توانند وضعیت مزرعه را در هر لحظه بررسی کنند.

نظارت و کنترل مزرعه از راه دور: کشاورزان می‌توانند از راه دور نیز به داده‌های مزرعه دسترسی داشته باشند و به سرعت اقدامات لازم را انجام دهند.

مزایا و معایب مزرعه هوشمند

کشاورزی هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا و سایر فناوری‌های پیشرفته، مزایای متعددی را برای کشاورزان، محیط زیست و منافع ملی کشورها دارد. با این وجود، این  فناوری نیز معایب محدودی را دارد که بهتر است پیش از تصمیم‌گیری برای  استفاده از این فناوری در نظر گرفته شوند. مزایا و معایب کشاورزی هوشمند  عبارتند از:

مزایای کشاورزی هوشمند

• افزایش کمیت و کیفیت محصولات: هوشمندسازی کشاورزی با  جمع‌آوری داده‌های مختلف و کمک به فراهم ساختن شرایط مورد نیاز برای رشد  گیاهان مانند رطوبت خاک، مواد مغذی و کنترل آفات به افزایش کیفیت و کمیت  محصولات کشاورزی منجر می‌شود.
•  
• کمک به تصمیم‌گیری آگاهانه: کشاورزی سنتی معمولاً به  اخذ تصمیمات تجربی متکی است که این روش کارایی چندانی نیز ندارد. کشاورزی  هوشمند با جمع‌آوری داده‌ها به اخذ تصمیمات آگاهانه و دقیق کمک می‌کند.  برای مثال اندازه‌گیری مواد مورد نیاز برای گیاهان به انتخاب صحیح نوع کود و  همچنین تعیین زمان کوددهی منجر می‌شود.

• صرفه‌جویی در مصرف منابع: درکشاورزی هوشمند، منابع  مختلف مانند آب، کود و آفت‌کش به اندازه لازم و در زمان نیاز مورد استفاده  قرار می‌گیرند؛ بنابراین اتلاف آب به حداقل می‌رسد و با مصرف بهینه کود و  سموم کشاورزی، تاثیرات منفی کشاورزی روی محیط زیست نیز کاهش می‌یابد.
•  
• مدیریت هرچه بهتر محصولات: کشاورزی هوشمند امکان  بررسی وضعیت سلامت گیاهان، رشد آن‌ها و شرایط محیطی را در هر لحظه فراهم  می‌کند؛ بنابراین کشاورزان می‌توانند ارزیابی دقیق‌تری از وضعیت محصولات  داشته باشند و برای فروش آن برنامه‌ریزی کنند.
•  
• کاهش وابستگی به نیروی انسانی: در کشاورزی هوشمند  کارهای مختلفی مانند آبیاری، کوددهی، نظارت، سم‌پاشی و برداشت به طور  مکانیزه انجام می‌شود. در نتیجه نیاز به نیروی انسانی برای انجام کارهای  سخت کشاورزی کاهش می‌یابد.

معایب هوشمندسازی کشاورزی

• هزینه بالا: کشاورزی هوشمند به استفاده از ابزارهای  پیشرفته‌ای متکی است و خرید این تجهیزات نیاز به منابع مالی قابل توجهی  دارد. اگرچه بخشی از هزینه اولیه هوشمند سازی مزرعه به  دلیل افزایش کیفیت و کمیت محصولات و صرفه جویی در هزینه‌ها به تدریج به جیب  کشاورزان باز می‌گردد اما می‌تواند آن‌ها را از انجام این کار نیز منصرف  کند.
•  
• پیچیدگی فنی: نصب و راه‌اندازی و همچنین استفاده از تجهیزات مورد استفاده در کشاورزی هوشمند یا حتی بررسی نتایج حاصل از آنالیز داده‌ها می‌تواند برای کشاورزان پیچیده  و دشوار باشد. کشاورزان برای استفاده از این تجهیزات یا تحلیل داده‌ها به  آموزش یا کمک گرفتن از کارشناسان کشاورزی نیاز دارند.
•  

قیمت هوشمند سازی کشاورزی

عوامل متعددی روی هزینه اجرای تکنیک‌های کشاورزی هوشمند تاثیرگذار  هستند. برخی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر هزینه ایجاد مزرعه هوشمند  عبارتند از:

• هزینه خرید تجهیزات کشاورزی هوشمند: خرید تجهیزات  مورد نیاز برای ایجاد مزرعه هوشمند، می‌تواند هزینه زیادی را برای کشاورزان  به همراه داشته باشد. قیمت تمامی تجهیزات مورد استفاده برای این کار نیز  یکسان نیست. برای مثال سنسورها قیمت بسیار کمتری در مقایسه با پهبادها یا  ماشین‌آلات پیشرفته دارند.
•  
• زیرساخت فناوری: دسترسی به زیرساخت‌های فناوری مانند  دسترسی به شبکه اینترنت در مزرعه می‌تواند بر هزینه هوشمند‌ سازی تاثیر  بگذارد. ایجاد زیر ساخت‌های مورد نیاز در مزارع دور افتاده می‌تواند هزینه  زیادی داشته باشد.
•  
• سیستم مدیریت داده: کشاورزی هوشمند بر جمع‌آوری،  تجزیه و تحلیل و آنالیز داده‌های مزرعه متکی است. هزینه تجهیزات ذخیره‌سازی  داده‌ها یا استفاده از خدمات ابری، خرید نرم افزار مورد نیاز برای تجزیه و  تحلیل داده‌ها و سخت افزار مدیریت و پردازش داده‌ها را نباید فراموش کنیم.
•  
• تعمیر و نگهداری: بروزرسانی، تعمیر یا تعویض تجهیزات معیوب یا استفاده از خدمات پشتیبانی بر هزینه نهایی ایجاد مزرعه هوشمند تاثیرگذار است.
•  
• یکپارچه سازی و سازگاری تجهیزات: در زمان خرید  تجهیزات مورد نیاز برای هوشمند سازی مزرعه، باید به سازگاری این تجهیزات با  یکدیگر که احتمالاً توسط شرکت‌های مختلفی تولید شده‌اند نیز توجه داشته  باشیم. خرید تجهیزات مختلف که بر روی پروتکل‌های متفاوتی کار می‌کنند  می‌تواند به افزایش هزینه ایجاد مزرعه هوشمند منجر شود.

کشاورزی هوشمند در ایران

کشورهای پیشرفته و صنعتی جهان به سرعت مزایای متعدد کشاورزی هوشمند را  درک کرده و روش کشاورزی را متحول ساخته‌اند. استفاده از فناوری کشاورزی  هوشمند در هلند، موجب شده تا میزان مصرف آب برای تولید محصولات مختلف به  طور قابل توجهی کاهش یابد. با این وجود عدم آگاهی کشاورزان و حمایت‌های  دولت موجب شده تا اغلب محصولات کشاورزی همچنان به طور سنتی تولید شوند.

هوشمند سازی کشاورزی می‌تواند با افزایش کیفیت و حجم تولید محصولات به خودکفایی در  تولید محصولات غذایی منجر شود. همچنین کاهش اتلاف منابع آبی ارزشمند در  زمان خشکسالی، مزیت بزرگی است که با توجه به میزان بارندگی ایران در طی چند  سال اخیر نمی‌توانیم کشاورزی هوشمند در ایران را نادیده بگیریم.

کشاورزی هوشمند و اینترنت اشیا

کشاورزی هوشمند اینترنت اشیا به استفاده از تجهیزات پیشرفته متعددی متکی  است که با یکدیگر در ارتباط هستند. اتصال این تجهیزات به یکدیگر موجب  ایجاد سیستم پیچیده‌ای می‌شود که بر اساس داده‌های دریافت شده مزرعه را  مدیریت می‌‌کند.

فناوری اینترنت اشیا در کشاورزی به ایجاد شبکه‌ای از چندین سنسور، ماشین  کشاورزی هوشمند، سیستم آبیاری و غیره اشاره دارد که داده‌ها را روی شبکه  با یکدیگر مبادله می‌کنند. سنسورهای مختلفی در سراسر مزرعه هوشمند نصب  می‌شوند تا داده‌ها را از شرایط محیط، رطوبت خاک، الگوهای آب و هوایی و  غیره جمع‌آوری کنند.

فناوری اینترنت اشیا به کنترل هرچه بهتر فرایندهای کشاورزی به منظور  کاهش ریسک‌های مرتبط با تولید محصولات و همچنین پیش‌بینی دقیق‌تر نتایج کمک  می‌کند؛ بنابراین کشاورزان می‌توانند برنامه‌ریزی دقیق‌تری برای عرضه  محصولات خودشان در بازار داشته باشند.

پاسخ به سوالات متداول

تعریف کشاورزی هوشمند چیست؟

هوشمندسازی کشاورزی به استفاده از تجهیزات پیشرفته شامل سنسورها، سیستم  آبیاری، سم‌پاشی، کود پاشی، ماشین آلات و غیره برای افزایش بازدهی، تسهیل  کارهای کشاورزی و کاهش هزینه یا جلوگیری از خسارت‌های احتمالی اشاره دارد.

تفاوت کشاورزی دقیق و هوشمند چیست؟

کشاورزی هوشمند روی جمع‌آوری داده‌های مختلف و سپس تفسیر اطلاعات  جمع‌آوری شده با استفاده از فناوری‌های محاسباتی تمرکز دارد تا کشاورزی را  به یک فعالیت قابل پیش‌بینی و کارآمد تبدیل کند؛ بنابراین اندازه‌گیری دقیق  داده‌های مختلف اولویت اصلی کشاورزی هوشمند نیست.
کشاورزی دقیق به  تولید محصولات کشاورزی در محیط کنترل شده، دقیق و بهینه‌سازی شده گفته  می‌شود. در این روش یک مزرعه بزرگ به واحد‌های کوچکتری تقسیم می‌شود و  اطلاعات مختلف مانند نوع خاک، آفت‌ها، رطوبت و غیره از همین بخش‌های کوچکتر  مزرعه جمع‌آوری می‌شود.

جمع‌بندی

برای ایجاد توازن بین عرضه و تقاضا در بازار مواد غذایی، صنعت تولید  محصولات کشاورزی نیز باید به طور متناسب با رشد جمعیت جهان توسعه داده شود.  در این بین، ضرورت حفاظت و مدیریت صحیح منابع آبی، افزایش بهره‌وری و کاهش  هزینه‌ها موجب می‌شود تا با گذشت زمان هوشمند سازی کشاورزی نیز اهمیت بیشتری داشته باشد.

کشاورزی هوشمند منافع زیادی را برای کشاورزان، محیط  زیست و همچنین منافع ملی کشورها به همراه دارد که افزایش کیفیت و کمیت  تولید موارد غذایی، کاهش هزینه‌ها، کاهش تلفات، دسترسی لحظه‌ای به داده‌ها و  غیره را شامل می‌گردد.