به عنوان یک فرد اوکراینی والدینم و پدر و مادر بزرگم در یک مزرعه کار میکردند. اوج تکنولوژی برای آن ها تراکتور بود. مزرعه هوشمند برایشان شبیه یک افسانه تخیلی بود. با گذشت زمان و نمایان شدن روش های نوین کشاورزی، تکنولوژی های آیوتی نیز راهشان را به این صنعت پیدا کرده اند. حال به بررسی مزارع هوشمند میپردازیم.

مزرعه هوشمند چیست ؟

مزرعه هوشمند در واقع یک مفهوم رو به رشد است که به مدیریت مزرعه با استفاده از تکنولوژی های مدرن اطلاعاتی و ارتباطی اشاره دارد. تمام این ها موجب افزایش کیفیت و کمیت محصولات همراه با بهینه سازی و کاهش کار مورد نیاز توسط عوامل انسانی می شود. از جمله تکنولوژی های موجود در حال حاضر برای کشاورزی :

• سنسورها: مدیریت خاک،آب،نور،رطوبت،حرارت
• نرم افزار: نرم افزار هایی که به صورت تخصصی برای نوع خاصی از مزارع یا برای کاربری های به خصوصی در پلتفورم ایوتی طراحی شده اند.
• ارتباطات: سلولار ، LoRa ، …
• موقعیت یابی: سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS)، ماهواره ، …
• رباتیک: تراکتور های بدونه سرنشین، تسهیلات پردازشی(محصول) ، …
• انالیز داده ها: راه حل های تحلیلی مستقل ، روندهای انتقال اطلاعات برای راه حل های سطح پایین ، …
• با استفاده از این ابزار ها کشاورزان قادر هستند مزارع را تحت نظر گرفته و تصمیم گیری های استراتژیک را برای کل زمین یا برای یک گیاه به خصوص بدون حضور فیزیکی در مزرعه اتخاذ نمایند.

IoT نیروی محرکه یک مزرعه هوشمند است.متصل کردن ماشین های هوشمند و سنسور های تعبیه شده در مزارع می تواند مزرعه داری را بر اساس داده ها و یا به شکل داده محور محقق کند.

 

چرخه مزرعه داری هوشمند بر اساس IoT:

هسته آیوتی (IoT) اطلاعاتی است که از چیز ها (Things) دریافت شده و بر روی اینرتنت (Internet) ارسال میشود. برای بهبود عملایت مزرعه داری، دستگاه های آیوتی نصب شده در مزرعه باید به صورت یک چرخه متداول اطلاعات را جمع آوری کرده و آنها را پردازش کنند. این عملیات امکان آن را فراهم میکند تا کشاورزان به سرعت به مشکلات به وجود آمده واکنش نشان داده و شرایط محیط را تغییر دهند. یک مدل از چرخه مزرعه داری هوشمند به این صورت است :

• مشاهده : سنسور ها اطلاعات را از گیاهان، گله حیوانات، خاک یا اتمسفر می خوانند

• عیب یابی: سنسور ها اطلاعاتی از شرایط یک چیز (گیاه یا گله حیوانات) که بدست آمده را به سرویس های آیوتی در بستر ابر که دارای مدل ها و قوانین از پیش تعیین شده اند می فرستند.(به آنها business logic نیز گفته میشود)

• تصمیم گیری: بعد از مشخص شدن مشکل ، کاربر یا قسمت های پلتفرم آیوتی که با قابلیت یادگیری هوشمند هستند مشخص میکنند که آیا یک عملیات برای یک محل خاص نیاز است. اگر پاسخ مثبت است چه عملیاتی
• عمل کردن: بعد از ارزیابی و انجام عملیات لازم توسط کاربر،این چرخه از ابتدا تکرار میشود

راه حل آیوتی برای مشکلات کشاورزی 

خیلی ها اعتقاد دارند که ایوتی میتواند به تمامی جنبه های کشاورزی کمک کند،از مزرعه داری تا جنگل داری.در این مقاله به مورد از مورادی که آیوتی میتواند در کشاورزی انقلابی ایجاد کند می پردازیم.

۱-دقت در کشاورزی

۲-خودکار سازی و رباتیک کردن

۱-دقت در کشاورزی

“کشاروزی دقیق” ،یا “مزرعه داری دقیق” یک چتر از طرح های آیوتی است که باعث میشود مزرعه داری دقیقا تر و قابل کنترل تر باشد. به زبان ساده تر گیاهان و حیوانات دقیقا چیزی که نیاز دارند را توسط ماشین با دقت فرا انسانی دریافت میکنند.بزرگترین تغییر نسبت به مزرعه داری عادی آن است که “مزرعه داری دقیق” این امکان را فراهم میکند تا تصیمی گیری به صورت جداگانه و براساس شرایط هر متر مربع از مزرعه،برای هر گیاه یا دام به صورت اختصاصی انجام گیرد به جای آنکه یک تصمیم کلی برای کل زمین اتخاذ شود.

هسته آیوتی (IoT) اطلاعاتی است که از چیز ها (Things) دریافت شده و بر روی اینترنت (Internet) ارسال میشود. برای بهبود عملیات مزرعه داری، دستگاه های آیوتی نصب شده در مزرعه باید به صورت یک چرخه متداول اطلاعات را جمع آوری کرده و آنها را پردازش کنند.

با مزرعه داری دقیق کشاورزان میتوانند در عین افزایش اثر بخشی کود و آفت کش ها مصرف آنها را کاهش داده یا به صورت جداگانه برای گیاهی که به آن نیاز دارد استفاده شود.

۲–دامداری دقیق

دامداری دقیق این امکان را به کشاورزان میدهد تا حیوانات را به صورت تک به تک تحت نظر گرفته با توجه به نیاز آنها تغذیه شوند درنتیجه از مریض شدن آنها جلوگیری شده و سلامت تمام گله افزایش یابد. دامداران بزرگ با استفاده از وسایل آیوتی بی سیم میتوانند محل، سلامتی ، شرایط جسمی هر یک از حیوانات را نظارت کنند. با استفاده از این اطلاعات اونها میتوانند حیوان مریض را به سرعت مشخص کرده آن را از بقیه گله جدا کرده و از شیوع بیماری در تمام گله جلوگیری به عمل آورند.

 

اتوماسیون در گلخانه ها

گلخانه های معمولی پارامتر های محیطی را به صورت دستی یا براساس کنترل های نسبی تنظیم میکنند. این عمل معمولا باعث از دست رفتن محصول، هدر رفتن انرژی،افزایش هزینه های کارگران میشود.

گلخانه های که توسط آیوتی کنترل میشوند می توانند شرایط آب هوایی را به صورت هوشمند نظاره و کنترل کنند و نیاز به دخالت به صورت دستی را حذف کنند.سنسور های مختلفی تعبیه شده تا متغیر های محیطی را برای نیاز های به خصوص گیاهان تحت نظر بگیرند.این اطلاعات برای برسی های بعدی با کمترین میزان دخالت انسانی داخل پلتفرم های ابری ذخیره میشود.

درون های کشاورزی

در کشاورزی میتوان از درون های زمینی و محیطی (هوایی) برای ارزیابی سلامت محصول، آبیاری، نظارت بر محصولات، سم پاشی، کاشت گیاهان، آنالیز خاک و زمین و جنبه های دیگر استفاده کرد.

درون ها در هنگام پرواز اطلاعات مختلفی را به کشاورزان میدهند. تصاویر حرارتی و تصاویر بصری مختلفی جمع آوری میکنند. رنج زیادی از اطلاعات مانند شاخص های سلامتی گیاه ، سر شماری گیاهان،پیش بینی شرایط زمینی،ارتفاع گیاهان،تراکم گیاهان،نقشه زهکشی زمین،قدرت خاک،توده های خاک،میزان کلرفیل داخل گیاه،نیتروژن موجود،آبگیری زمین،تجمع علف های هرز و …

لازم به ذکر است که مزرعه داری هوشمند بر پایه ایوتی فقط برای مزرعه های بزرگ نیست این تکنولوژی قادر است به ایده های جدید در کشاورزی مانند کشاورزی زیستی (اورگانیک)،کشاورزی خانوادگی،پرورش نوع خاصی از گیاهان یا تولید مثل دام ها، کمک به حفظ و نگه داری یک گونه خاص و …  نیز کمک رساند. همچنین به شفافیت در کشاورزی کمک می کند. برای جامعه و مصرف کننده امکان نظارت بر کشاورزی و اینکه محصول خریداری شده چه روندی را طی کرده را فراهم می آورد.

 

 

اینترنت خوراکی ها یا مزارع ۲۰۲۰ 

وقتی که اینترنت چیز ها و اینترنت چیزهای پزشکی داریم چرا یکی برای خوراکی ها نداشته باشیم؟ پروژه اتحادیه اروپا برای اینترنت خوراکی ها و مزارع ۲۰۲۰ (IoF 2020) به عنوان قسمتی از برنامه راهبری صنعت برای سال میلادی ۲۰۲۰ می باشد. این اتحادیه تحقیقاتی که انجام شده را به صورت منظم طی کنفرانس هایی منتشر میکند و به اهمیت آیوتی برای صنعت غذا و مزرعه داری اروپا می پردازد.

آیوتی این باور را ایجاد کرده است که شبکه ای از سنسور ها،محرک ها،دوربین ها،ربات ها، درون ها و بقیه دستگاه های متصل به شبکه این امکان نظارت و کنترل و تصمیم گیری به صورت خودکار بی سابقه ای را برای کشاورزی ایجاد میکند، و امکان ایجاد نوآوری های بسیاری را در این صنعت کهنه به وجود می آورد.

سومین انقلاب سبز 

مزرعه داری هوشمند و کشاورزی با آیوتی امکان پیشرفت زیادی در کشاورزی را ایجاد میکنند که نهایتا به سومین انقلاب سبز ختم میشود. پیرو علم تولید مثل گیاهان و انقلاب ژنتیک ، سومین انقلاب سبز در حال بدست گرفتن کنترل کشاورزی است.این انقلاب بر پایه ترکیب تکنولوژی هایی که بر اساس داده ها عمل میکنند مانند تجهیزات کشاورزی دقیق،آیوتی،بیگ دیتا،هواپیما های بدون سرنشین (درون ها یا UAV ها )، رباتیک و … ایجاد شده است.

در آینده انقلاب کشاورزی هوشمند نشان میدهد استفاده از حشره کش ها و کود ها کاهش پیدا کرده و بازدهی افزایش پیدا میکند. آیوتی امکان ردیابی بهتر غذاها را فراهم می آورد که در نتیجه آن امنیت و سلامت غذا ها افزایش پیدا میکند. این انقلاب به محیط زیست با مصرف بهینه آب و تنظیم حرارت و انرژی ورودی نیز کمک میکند.

بنابراین کشاورزی هوشمند بر اساس دقت بیشتر و استفاده بهتر از منابع توانایی بهبود بخشیدن به روند تولید و کیفیت محصولات را دارد. مزارع جدید آرزوی دیرینه بشر را به حقیقت تبدیل کرده. آنها قدرت غذا دادن به جمعیت انسان ها که تا سال ۲۰۵۰ به رقم نجومی ۹.۶ بیلیون می رسد را دارند.