با توسعه هوش مصنوعی طی سال گذشته و پیشرفت فناوری‌های مبتنی بر اینترنت اشیاء، شاهد رشد چشمگیر ورود فناوری‌های جدید به عرصه کشاورزی بوده‌ایم. اینترنت اشیاء از جمله فناوری‌هایی است که ظرفیت شکل‌دهی آینده صنعت کشاورزی را دارد. در این پست درباره اینترنت اشیاء در کشاورزی صحبت می‌کنیم اما قبل از آن باید بدانیم اینترنت اشیاء چیست؟

اینترنت اشیاء چیست؟

عبارت اینترنت اشیاء اولین بار در سال ۱۹۹۹ توسط هم‌بنیان‌گذار و مدیر اجرایی آزمایشگاه Auto-ID دانشگاه MIT به کار برده شد. این فناوری در ابتدا با هدف رهگیری کالاها در زنجیره تامین از طریق RFID (مخفف عبارت Radio-Frequency Identification) توسعه داده شد و بعد از آن شرکت LG از این فناوری برای اتصال یخچال‌های خود به اینترنت بهره برد. 

با این حال اینترنت اشیاء به شکل امروزی که ما با آن آشنا هستیم در سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ که اینترنت فراگیر شده بود محقق شد. با رشد گوشی‌ها و گجت‌های هوشمند تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت در سال ۲۰۱۰ به عدد ۱۲ و نیم میلیارد رسید. 

فناوری‌های IoT در کشاورزی

فناوری‌های IoT در کشاورزی به طور عمده برای نظارت بر محصولات در زمین زراعی و اتوماسیون سیستم آبیاری طراحی شده‌اند. با کمک این فناوری‌ها کشاورزان می‌توانند به راحتی و به طور ۲۴ ساعته به محصولات خود نظارت داشته و بهره‌وری را افزایش دهند. در ادامه درباره برخی از این فناریو‌ها صحبت می‌کنیم.

رباتیک در کشاورزی

با انقلاب صنعتی قرن نوزدهم مفهوم اتوماسیون در صنایع به عنوان روشی برای افزایش بهره‌وری و انجام وظایف تکراری و سخت محبوب شد. در حال حاضر ربات‌هایی که با نام آگری‌بات شناخته می‌شوند، موفق شده‌اند توجه کشاورزان را به خود جلب کنند. کمبود نیروی کار در بخش کشاورزی باعث شده تا سطح تولیدات کشاورزی به طرز محسوسی کاهش پیدا کند. این موضوع پیشرفت‌های جدید در حوزه هوش مصنوعی و قابلیت یادگیری و درک محیط توسط آگروبات‌ها به کمک یادگیری ماشین، باعث شده تا اینترنت اشیاء در کشاورزی جدی‌تر مورد بحث و بررسی قرار بگیرد.

ربات‌های وجین‌کننده (هرس علف‌های هرز)

این ربات‌ها با پردازش تصویر محصولات داخل زمین و تطبیق عکس محصولات با پایگاه داده خود، علف‌های هرز را شناسایی کرده و اقدام به برچیدن آن‌ها می‌کنند. با مقاوم شدن این علف‌ها به سم‌های شیمیایی و ضرر این سم‌ها برای محیط زیست، ربات‌های وجین‌کننده راهکاری اساسی و ضروری هستند.

ربات‌های کشت و برداشت

استفاده از ربات‌ها برای کشت و برداشت محصول می‌تواند مشکل کمبود نیروی کار را حل کند. پیشرفت‌های جدید در فناوری کمک کرده تا این ربات‌ها بتوانند با دقت و ظرافت نزدیک به انسان محصولات را برداشت کنند و به دلیل دم نیاز به استراحت و برداشت محصول به صورت ۲۴ ساعته، فرایند برداشت و ارسال به بازار بسیار سریع‌تر اتفاق می‌افتد.

جا‌به‌جایی و رسیدگی

به لطف فناوری‌های موقعیت‌یابی و پردازش تصویر در لحظه ربات‌ها می‌توانند کارهای سنگین مثل جا‌به‌جایی بار یا کارهایی که نیاز به دقت بالایی دارند مثل جا‌گذاری بذرها را به خوبی انجام دهند. 

پهپادها در کشاورزی

در کشاورزی از پهپادها برای نظارت بر محصولات، پاشیدن سم، تحلیل وضعیت خاک و نقشه‌برداری محل محصولات استفاده می‌شود. در واقع حوزه کشاورزی یکی بزرگترین حوزه‌های غیرنظامی است که به طور گسترده از پهپادها بهره می‌برند. این پهپادها با کمک دوربین‌هایی که روی آن‌ها نصب شده به طور مداوم وضعیت محصولات را زیر نظر گرفته و با کمک پردازش تصویر داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند.

پهپادها اطلاعات خود را از طریق APIها به سیستم‌ها و نرم‌افزارهای نظارتی ارسال کرده و این سیستم‌ها با تحلیل داده‌ها، وضعیت هر لحظه را گزارش می‌دهند.

سنجش از دور در کشاورزی

سنجش از دور در کشاورزی نحوه جمع‌آوری داده در مزرعه‌های مبتنی بر IoT و سنسورهای مستقر در زمین‌های کشاورزی را متحول کرده است. این سنسورها داده‌های مختلف مثل وضعیت آب‌و‌هوا، خاک و حرکت جانوران را جمع‌آوری کرده و به ابزارهای تحلیلی می‌فرستند. کشاورزان نیز می‌توانند با مشاهده گزارش‌های مبتنی بر این داده‌ها اقدامات لازم را به موقع انجام دهند.

نظارت بر محصولات

سنسورهای موجود در زمین‌های کشاورزی تغییرات در نور، میزان رطوبت، دما، شکل و اندازه محصولات را به طور مرتب بررسی و ثبت می‌کنند. در صورت بروز هرگونه تغییر غیر معمول کشاورز از طریق داشبورد مطلع می‌شود. 

وضعیت آب‌و‌هوا

داده‌های جمع‌‌آوری شده توسط  سنسورها نظیر رطوبت، دما و تشخیص شبنم می‌تواند به پیش‌بینی و تشخیص الگوهای آب‌و‌هوایی کمک کند. 

کیفیت خاک

تحلیل سلامت خاک کمک می‌کند تا اطلاعاتی مانند وضعیت مواد مغذی داخل خاک، قسمت‌های کم ظرفیت، میزان خشکی خاک و میزان اسید به دست آید. کشاورزان با کمک این طلاعات می‌توانند مقدار آب مورد نیاز، دوره‌های آب‌دهی و کوددهی را تعیین کنند. 

تصویربرداری کامپیوتری در کشاورزی

در تصویربرداری کامپیوتری دوربین‌های نصب‌شده در گوشه‌های مختلف یک زمین کشاورزی یا پهپادهای حامل دوربین‌های باکیفیت به طور مداوم تصویرها را ثبت کرده و آن‌ها را به ابزار پردازش تصویر ارسال می‌کنند. این ابزارها با کمک الگوریتم‌های هوش مصنوعی تصویر را پردازش کرده و داده‌های آن را با داده‌های خود مقایسه می‌‌کنند. این فناوری با تشخیص، جداسازی و تحلیل المان‌های داخل تصویر، محصولات را تشخیص داده و وضعیت آن‌ها را بررسی می‌کند. برای مثال اگر یک محصول حاوی لکه‌هایی روی پوست خود باشد، در فرایند پردازش تصویر این لکه‌ها تشخیص داده شده و اطلاعات لازم در اختیار کشاورز قرار می‌گیرد.