اینترنت اشیا در کشاورزی
در قسمت اول و دوم مقاله گفته شد كه اینترنت اشیا یا IoT بسيار تحول يافته و نحوه زندگی و عملکرد ما را در زمینه‌هایی مانند صنعت تولید عمومی، وسایل نقلیه دارای اتصال هوشمند و شهرهای دارای اتصال هوشمند تغییر داده است. بهره‌گيری از تمام اينترنت اشيا و به‌ويژه كاربرد آن در كل بخش كشاورزی، حوزه‌ای است كه ما را با يكی از تأثيرات اساسی اين تكنولوژی روبه‌رو می كند، درست همان‌طور كه براي سوپرماركتی مشتری پيدا مي‌شود.
صنعت کشاورزی می‌تواند از حسگرهای بی سیمی استفاده كند كه با تجهيزات اينترنت اشيا تركيب شده است. اين تركيب از تکنیک‌های ارتباطی تخصصی برای پردازش و تجزیه و تحلیل اطلاعات میدانی جمع‌آوری‌شده استفاده می كند تا صنعت كشاورزی را بهبود بخشد. حسگرهای تخصصی برای کاربردهای خاص در کشاورزی مانند آماده‌سازی خاک، وضعیت محصول، آبیاری و تشخیص حشرات و آفات در دسترس قرار گرفته‌اند و می‌توانند در تمام مراحل رشد محصول، از زمان کاشت تا برداشت، بسته‌بندی و حملونقل به کشاورزان کمک کنند. استفاده از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین برای نظارت بر محصولات و پایش میدانی اساسي به‌منظور بهینه‌سازی حداکثر ثمردهی ممكن است شديداً توليد محصول را برای صنعت كشاورزی تغيير دهد.
افزایش جمعیت جهان و نیاز بیشتر به اینترنت اشیا یا IoT
جمعیت جهان قرار است تا سال 2050 به 9.6 میلیارد نفر برسد، از آنجايی كه انتظار می رود جمعيت جهان تا اين حد افزايش يابد، صنعت كشاورزی بايد با تكنولوژی اينترنت اشيا متحد شود تا با بتواند نيازهای چنين جمعيتی را كه به‌سرعت در حال رشد است، برآورده نماید. كشاورزان چه آن‌هايي كه وابسته بازار هستند و در سطح گسترده كار مي‌كنند و چه آن‌هايی كه فعاليت مستقل دارند با وارد كردن اينترنت اشيا به صنعت خود می توانند از تكنولوژی مدرن بهره‌مند شوند و به اين طريق از هزينه‌ها بكاهند، ضايعات را كاهش و محیط زیست را از شیوه های بالقوه تهاجمی و ناعادلانه کشاورزی نجات دهند.
اگر كشاورزان از تجهيزات IoT همراه با تكنيك‌های مزرعه‌داری شان استفاده كنند، بازدهی کلی محصولات‌شان به‌طور قابل‌توجهی افزایش خواهد يافت. استفاده از اين تكنولوژي همچنين شامل استفاده از حسگرهای بي‌سيم مزرعه برای مانيتورينگ سلامت محصولات يا صرفاً ثبت الگوهای آب‌وهوای است تا دقيق‌تر پيش‌بينی شود كه چه نوع محصولی بايد كاشته شود تا كيفيت و كميت در هر برداشت به حداكثر برسد. این حسگرها ممكن است توانایی تشخیص آمادگی خاک، وضعیت محصول، آبیاری، تشخیص حشرات/آفت، نور، رطوبت، دما، رطوبت خاک و… را داشته باشند. صرف استفاده از حسگرهای بی‌سیم اینترنت اشیا می‌تواند به افزایش بازدهي محصول کمک کند و در نتیجه باعث افزایش سود و در عین حال حفظ محیط فرآیند شود.
اين دنيای واقعی است كه در آن زندگی می كنيم و بايد با اين حقايق روبه‌رو شويم، ادغام این تكنولوژي مدرن اینترنت اشیا با تکنیک‌ها و شيوه‌هايی در كشاورزی كه ده‌ها سال قدمت دارند همیشه آسان نيست و گاهی امكان‌پذير نيز نخواهد بود. کشاورزان باید مشتاق پذيرش تغيير باشند تا تكنولوژی مدرن به بهترین شکل عمل كند و به بهترين نتايج برسد.
اینترنت اشیا و دنیای کشاورزی اگر به‌درستی استفاده شوند، زوجی عالی خواهند بود، برخی از کشاورزان نسل قدیم ممکن است از چنين تكنولوژی های جديدی ترس داشته باشند که بسیار قابل درک است. به طور کلی، دستگاه‌ها یا تكنولوژی IoT ممكن است برای نسل‌های قديمی تر كشاورزان، كه به شيوه‌های ابتدايی و سنتی كشاورزی عادت داشتند و با حداقل تكنولوژی يا بدون تكنولوژی كار خود را پيش میبردند، سرسام‌آور باشد. تمایل به پذیرش یک تغییر مدرن مزیتی برای همه و حتی برای محيط زيست می باشد!
دستگاه‌های اینترنت اشیا و حسگرهای بی‌سیم متصل به آن‌ها می‌توانند تکنیک‌های ارتباطی منحصربه‌فردی ارائه دهند که اين تكنيك‌ها را می توان برای کاربردهای خاص کشاورزی، مانند كيفيت خاک، سلامت محصول یا حتی دام‌ها و سلامت آن‌ها برای دامداران، متناسب هم قرار داد. به اين تجهيزات مختلف اينترنت اشيا و حسگرهای آن‌ها می‌توان برنامه داد تا هر نوع داده لازم برای بهبود تجربه كشاورزی را جمع‌آوری كنند و در نتيجه فرآيندها و متغيرهای داخلی بهتر كنترل شوند و به‌دنبال آن ريسك‌های توليد نهايی كاهش يابد. تجهيزات اینترنت اشیا مجهز به فناوری هوش مصنوعی که در تكنولوژی شبکه5G کار می‌كند می‌توانند به راحتی نتیجه سلامت محصول، بازدهی و پیشرفت کلی رشد را قبل از این که حتی زمان برداشت محصول نزديك شود، پيش‌بينی كنند. همين قابليت‌ها را می توان برای دامداران، من جمله گاوداران فراهم كرد. حسگرهای تخصصی بی سيم می‌توانند از تكنولوژی هوش مصنوعی برای مانيتورينگ، پیش‌بینی و Log نتایج سلامت دام و سلامت کلی در آينده استفاده كنند. این حسگرها همچنین می‌توانند هر بیماری جدید یا در حال پيشرفتی را که دام‌ها در فضای باز در معرض آن قرار می‌گیرند، مانيتور كنند. این تكنولوژی می‌تواند این بیماری‌ها را در مراحل اوليه و قبل از اين كه علائم بيماری در دام مشخص شود و در نتيجه درمان دير شده باشد، پیدا و ردیابی کند. این تكنولوژی پیشرفته به کشاورزان امکان می دهد که خیلی زودتر از قبل و فوراً اقدام كنند تا زندگی دام به‌طور بالقوه نجات يابد و از زيان‌های مالی بيشتر دامداران جلوگيری شود و در نتیجه به‌تدريج سود سالانه افزايش يابد.
بیشتر بخوانید: هوش مصنوعی یا AI چیست؟ بررسی چالش‌های امنیت سایبری و تاثیر هوش مصنوعی در تغییرات امنیت سایبری – قسمت اول
یکی از محبوب‌ترین حسگرهای بی سيم، Weather Monitoring می باشد، این ایستگاه‌ها می‌توانند جمع‌آوری و مانيتورينگ اطلاعات دما، رطوبت و ميزان شرجی بودن هوا را در يك محل و در يك دوره زمانی مشخص انجام دهند. تركيب تكنولوژی هوش مصنوعی و تجهيزات اينترنت اشيا می تواند از این اطلاعات ثبت‌شده استفاده كند تا بررسی كند برای آن كه سود كشاورز به حداكثر برسد و حداقل منابع در هنگام برداشت اتلاف شوند. این اتصال هوشمند از طریق تكنولوژب بی سيم 5G امكان کشاورزی دقیق را فراهم خواهد كرد.
یکی دیگر از تكنولوژی های محبوب تجهيزات اینترنت اشیا که در کشاورزی استفاده می‌شود، Greenhouse Automation يا اتوماسيون گلخانه‌ای می باشد. سنسورهای ایستگاه هواشناسی را كه قبلاً ذكر شد می توان به تجهیزات آبیاری و یا سیستم‌های روشنایی از طریق تكنولوژی شبكه Local Area Network يا LAN متصل كرد و طوری آن را كنترل و راه‌اندازی كرد كه پارامترهای خاص و ازپيش‌تعريف‌شده سيستم مطابقت داشته باشد و در نتيجه سلامت محصول را حفظ كند يا بهبود بخشد. با يك Benchmark يا مقايسه داده معمولی می توان شرايط سلامت محصول را مشخص كرد:
ممكن است برای رشد يا بهبود سلامت يك محصول خاص به ميزان مشخصی از رطوبت خاك يا شرايط خاص نوررسانی نياز باشد. حسگرهای تخصصی اینترنت اشیا را می‌توان به‌صورت استراتژیک در سراسر مزارع قرار داد تا داده‌ها را به‌صورت زنده جمع‌آوری كنند. تجهيزات هوش مصنوعی با اينترنت اشيا تركيب ، کاملاً خودکار می شود تا به کارآمدترین حالت ممکن عمل کند.
حسگرهای مانيتورينگ گاو و دام، دستگاه‌های پوشیدنی هستند که مستقیماً به دام‌ها متصل می‌شوند تا سلامت و عملکرد آن‌ها را در طول زمان بررسی نمایند، این حسگرها می‌توانند دمای بدن دام، فعالیت، سلامت و تغذیه مصرفی هر گاو را به‌صورت دقيقه‌ای مانيتور كنند. این مجموعه داده را می‌توان با تكنولوژی اینترنت اشیا تركيب کرد تا به كمك آن كشاورزان بدانند كدام ماده غذايی برای نژاد دامی بهتر است يا برای پرورش يا كشتار دام‌ها سالم‌ترين است. در گذشته كشاورزان در اين خصوص از روبیشش «حدس و آزمايش» استفاده می كردند كه ممكن بود برايشان ضررهای مالی در پی داشته باشد و حتی سرمايه‌شان را به باد دهد. استفاده از تكنولوژی IoT در بخش كشاورزی اين خطر را از ميان برده است.
یکی از بزرگترین دشمنان محصولات كشاورزی، حشراتی هستند كه نمی توان از آن‌ها اجتناب كرد. با پيشرفت تكنولوژی مدرن اكنون تجهيزات و حسگرهای بی سيم IoT می‌توانند حشرات و آفات ناخواسته را مانيتور كنند. هنگامی که تكنولوژی اینترنت اشیا مستقیماً به تجهیزات آفت‌کش متصل می‌شود، نرم‌افزار هوش مصنوعی می‌تواند در صورت مناسب بودن شرایط آب‌وهوا، به‌طور خودکار از اسپری آفت‌کش برای محصولات کشاورزی استفاده کند. سنسورهای ديگری كه برای تشخیص آفات استفاده می شوند شامل حسگرها و دوربین‌های کم‌مصرف، حسگرهای حرارتی پرقدرت، حسگرهای تصویر فلورسانس، سنسورهای صوتی و حسگرهای گاز هستند. این حسگرها می‌توانند حتي كوچكترين گونه‌های آفات بيماری زا برای محصول را كه حتی با چشم انسان قابل‌مشاهده نيستند شناسايی كنند.
بیشتر بخوانید: هوش مصنوعی یا AI چیست؟ بررسی چالش‌های امنیت سایبری و تاثیر هوش مصنوعی در تغییرات امنیت سایبری – قسمت اول
مزیت دیگر، ترکیب تكنولوژی هوش مصنوعی و اینترنت اشیا است كه با استفاده از یک سری حسگرهای بي‌سيم در مزرعه كه با تكنولوژی محاسبات Cloud تركيب شده است، كشاورزان را در طول مراحل رشد محصول ياری می دهد. اين تركيب، با استفاده از داده‌هايی كه ايستگاه‌ها و حسگرهاي آب‌وهوا در خارج از محل قبلاً جمع‌آوري كرده‌اند، پيش‌بيني می كند كه دقيقاً چه زمان بايد محصولی خاص كاشته شود. بنابراين تكنولوژی هوش مصنوعی می‌تواند از حسگرهای ميدانی استفاده كند تا با انجام محاسبات رياضی، پيش‌بينی كند كه بهترین زمان برداشت محصول به‌منظور حداکثر بازدهی محصول با حداقل اتلاف منابع محلی، همچون سوخت مورد استفاده در طی فرآیند برداشت و حملونقل، چه زمانی است.
جمعیت جهان قرار است تا سال 2050 به 9.6 میلیارد نفر برسد، از آنجايی كه انتظار می رود جمعيت جهان تا اين حد افزايش يابد، صنعت كشاورزی بايد با تكنولوژی اینترنت اشیا یا IoT متحد شود تا با بتواند نيازهای چنين جمعيتی را كه به‌سرعت در حال رشد است، برآورده نماید. كشاورزان چه آن‌هايي كه وابسته بازار هستند و در سطح گسترده كار مي‌كنند و چه آن‌هايی كه فعاليت مستقل دارند با وارد كردن اينترنت اشيا به صنعت خود می توانند از تكنولوژی مدرن بهره‌مند شوند و به اين طريق از هزينه‌ها بكاهند، ضايعات را كاهش و محیط زیست را از شیوه های بالقوه تهاجمی و ناعادلانه کشاورزی نجات دهند.
اگر كشاورزان از تجهيزات IoT همراه با تكنيك‌های مزرعه‌داری شان استفاده كنند، بازدهی کلی محصولات‌شان به‌طور قابل‌توجهی افزایش خواهد يافت. استفاده از اين تكنولوژي همچنين شامل استفاده از حسگرهاي بی سيم مزرعه برای مانيتورينگ سلامت محصولات يا صرفاً ثبت الگوهای آب‌وهواي است تا دقيق‌تر پيش‌بينی شود كه چه نوع محصولی بايد كاشته شود تا كيفيت و كميت در هر برداشت به حداكثر برسد. این حسگرها ممكن است توانایی تشخیص آمادگی خاک، وضعیت محصول، آبیاری، تشخیص حشرات/آفت، نور، رطوبت، دما، رطوبت خاک و… را داشته باشند. صرف استفاده از حسگرهای بی‌سیم اینترنت اشیا می‌تواند به افزایش بازدهي محصول کمک کند و در نتیجه باعث افزایش سود و در عین حال حفظ محیط فرآیند شود.
اين دنيای واقعی است كه در آن زندگی می كنيم و بايد با اين حقايق روبه‌رو شويم، ادغام این تكنولوژی مدرن اینترنت اشیا یا IoT با تکنیک‌ها و شيوه‌هايی در كشاورزی كه ده‌ها سال قدمت دارند همیشه آسان نيست و گاه امكان‌پذير نيز نخواهد بود. کشاورزان باید مشتاق پذيرش تغيير باشند تا تكنولوژی مدرن به بهترین شکل عمل كند و به بهترين نتايج برسد.
اینترنت اشیا و دنیای کشاورزی اگر به‌درستی استفاده شوند، زوجی عالی خواهند بود، برخی از کشاورزان نسل قدیم ممکن است از چنين تكنولوژی های جديدی ترس داشته باشند که بسیار قابل درک است. به طور کلی، دستگاه‌ها یا تكنولوژی IoT ممكن است برای نسل‌های قديمی تر كشاورزان، كه به شيوه‌های ابتدايی و سنتی كشاورزی عادت داشتند و با حداقل تكنولوژی يا بدون تكنولوژی كار خود را پيش می بردند، سرسام‌آور باشد. تمایل به پذیرش یک تغییر مدرن مزیتی برای همه و حتی برای محيط زيست می باشد!
دستگاه‌های اینترنت اشیا و حسگرهای بی‌سیم متصل به آن‌ها می‌توانند تکنیک‌های ارتباطی منحصربه‌فردی ارائه دهند که اين تكنيك‌ها را می توان برای کاربردهای خاص کشاورزی، مانند كيفيت خاک، سلامت محصول یا حتی دام‌ها و سلامت آن‌ها برای دامداران، متناسب هم قرار داد. به اين تجهيزات مختلف اينترنت اشيا و حسگرهای آن‌ها می‌توان برنامه داد تا هر نوع داده لازم براي بهبود تجربه كشاورزی را جمع‌آوری كنند و در نتيجه فرآيندها و متغيرهای داخلی بهتر كنترل شوند و به‌دنبال آن ريسك‌های توليد نهايی كاهش يابد. تجهيزات اینترنت اشیا مجهز به فناوری هوش مصنوعی که در تكنولوژی شبکه5G کار می‌كند می‌توانند به راحتی نتیجه سلامت محصول، بازدهی و پیشرفت کلی رشد را قبل از این که حتی زمان برداشت محصول نزديك شود، پيش‌بينی كنند. همين قابليت‌ها را می توان برای دامداران، من جمله گاوداران فراهم كرد. حسگرهای تخصصی بی سيم می‌توانند از تكنولوژی هوش مصنوعی برای مانيتورينگ، پیش‌بینی و Log نتایج سلامت دام و سلامت کلی در آينده استفاده كنند. این حسگرها همچنین می‌توانند هر بیماری جدید یا در حال پيشرفتی را که دام‌ها در فضای باز در معرض آن قرار می‌گیرند، مانيتور كنند. این تكنولوژی می‌تواند این بیماری‌ها را در مراحل اوليه و قبل از اين كه علائم بيماری در دام مشخص شود و در نتيجه درمان دير شده باشد، پیدا و ردیابی کند. این تكنولوژی پیشرفته به کشاورزان امکان می دهد که خیلی زودتر از قبل و فوراً اقدام كنند تا زندگی دام به‌طور بالقوه نجات يابد و از زيان‌های مالی بيشتر دامداران جلوگيری شود و در نتیجه به‌تدريج سود سالانه افزايش يابد.
یکی از محبوب‌ترین حسگرهای بی سيم، Weather Monitoring می باشد، این ایستگاه‌ها می‌توانند جمع‌آوری و مانيتورينگ اطلاعات دما، رطوبت و ميزان شرجی بودن هوا را در يك محل و در يك دوره زمانی مشخص انجام دهند. تركيب تكنولوژی هوش مصنوعی و تجهيزات اينترنت اشيا می تواند از این اطلاعات ثبت‌شده استفاده كند تا بررسی كند برای آن كه سود كشاورز به حداكثر برسد و حداقل منابع در هنگام برداشت اتلاف شوند. این اتصال هوشمند از طریق تكنولوژی بی سيم 5G امكان کشاورزی دقیق را فراهم خواهد كرد.
یکی دیگر از تكنولوژی های محبوب تجهيزات اینترنت اشیا که در کشاورزی استفاده می‌شود، Greenhouse Automation يا اتوماسيون گلخانه‌ای می باشد. سنسورهای ایستگاه هواشناسی را كه قبلاً ذكر شد می توان به تجهیزات آبیاری و یا سیستم‌های روشنایی از طریق تكنولوژی شبكه Local Area Network يا LAN متصل كرد و طوری آن را كنترل و راه‌اندازی كرد كه پارامترهای خاص و ازپيش‌تعريف‌شده سيستم مطابقت داشته باشد و در نتيجه سلامت محصول را حفظ كند يا بهبود بخشد. با يك Benchmark يا مقايسه داده معمولي مي‌توان شرايط سلامت محصول را مشخص كرد:
ممكن است براي رشد يا بهبود سلامت يك محصول خاص به ميزان مشخصي از رطوبت خاك يا شرايط خاص نوررسانی نياز باشد. حسگرهای تخصصی اینترنت اشیا را می‌توان به‌صورت استراتژیک در سراسر مزارع قرار داد تا داده‌ها را به‌صورت زنده جمع‌آوری كنند. تجهيزات هوش مصنوعی با اينترنت اشيا تركيب ، کاملاً خودکار می شود تا به کارآمدترین حالت ممکن عمل کند.
حسگرهای مانيتورينگ گاو و دام، دستگاه‌های پوشیدنی هستند که مستقیماً به دام‌ها متصل می‌شوند تا سلامت و عملکرد آن‌ها را در طول زمان بررسی نمایند، این حسگرها می‌توانند دمای بدن دام، فعالیت، سلامت و تغذیه مصرفی هر گاو را به‌صورت دقيقه‌ای مانيتور كنند. این مجموعه داده را می‌توان با تكنولوژي اینترنت اشیا تركيب کرد تا به كمك آن كشاورزان بدانند كدام ماده غذايی برای نژاد دامی بهتر است يا برای پرورش يا كشتار دام‌ها سالم‌ترين است. در گذشته كشاورزان در اين خصوص از روش «حدس و آزمايش» استفاده می كردند كه ممكن بود برايشان ضررهای مالی در پی داشته باشد و حتی سرمايه‌شان را به باد دهد. استفاده از تكنولوژی IoT در بخش كشاورزی اين خطر را از ميان برده است.
یکی از بزرگترین دشمنان محصولات كشاورزی، حشراتی هستند كه نمی توان از آن‌ها اجتناب كرد. با پيشرفت تكنولوژی مدرن اكنون تجهيزات و حسگرهای بی سيم IoT می‌توانند حشرات و آفات ناخواسته را مانيتور كنند. هنگامی که تكنولوژی اینترنت اشیا مستقیماً به تجهیزات آفت‌کش متصل می‌شود، نرم‌افزار هوش مصنوعی می‌تواند در صورت مناسب بودن شرایط آب‌وهوا، به‌طور خودکار از اسپری آفت‌کش برای محصولات کشاورزی استفاده کند. سنسورهای ديگری كه برای تشخیص آفات استفاده می شوند شامل حسگرها و دوربین‌های کم‌مصرف، حسگرهای حرارتی پرقدرت، حسگرهای تصویر فلورسانس، سنسورهای صوتی و حسگرهای گاز هستند. این حسگرها می‌توانند حتی كوچكترين گونه‌های آفات بيماری زا برای محصول را كه حتی با چشم انسان قابل‌مشاهده نيستند شناسايی كنند.
مزیت دیگر، ترکیب تكنولوژی هوش مصنوعی و اینترنت اشیا است كه با استفاده از یک سری حسگرهای بی سيم در مزرعه كه با تكنولوژی محاسبات Cloud تركيب شده است، كشاورزان را در طول مراحل رشد محصول ياری می دهد. اين تركيب، با استفاده از داده‌هايی كه ايستگاه‌ها و حسگرهای آب‌وهوا در خارج از محل قبلاً جمع‌آوری كرده‌اند، پيش‌بينی می كند كه دقيقاً چه زمان بايد محصولی خاص كاشته شود. بنابراين تكنولوژی هوش مصنوعی می‌تواند از حسگرهای ميدانی استفاده كند تا با انجام محاسبات رياضی، پيش‌بينی كند كه بهترین زمان برداشت محصول به‌منظور حداکثر بازدهی محصول با حداقل اتلاف منابع محلی، همچون سوخت مورد استفاده در طی فرآیند برداشت و حملونقل، چه زمانی است.
