رشد روزافزون جمعیت باعث شده تا به صنعت کشاورزی در سراسر جهان فشار بسیار زیادی برای تولید محصول و به حداکثر رساندن آن وارد شود. محققان برای مقابله با مشکلاتی مانند کمبود مواد غذایی، کمبود زمین‌های حاصلخیز، کمبود بذر و نیروی کار، گرمایش زمین و مشکلات آبیاری به دنبال رویکردهایی مؤثر و نوآورانه به منظور افزایش بهره‌وری در زمین‌های کشاورزی هستند. برای حل این مسئله به دنبال استفاده از دانش هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) در کشاورزی رفتند تا با کمک دستان فناوری، شکل دیگری به این صنعت مهم داده شود.
با ترکیب کشاورزی در هوش مصنوعی این صنعت در بخش‌های مختلف خود، دیگر از شکل سنتی‌اش خارج شد به طوری که در حال حاضر وارد مسیر تکاملی شده و امکان انجام بسیاری از کارها به شیوه هوشمند وجود دارد. این که کاربردهای هوش مصنوعی چگونه توانسته این صنعت را متحول کند، موضوعی است که در ادامه این مقاله به بررسی آن می‌پردازیم.
مزایای استفاده از هوش مصنوعی در کشاورزی
تا چندی پیش برای محققان کنار هم قرار گرفتن دو کلمه Al و agriculture کمی عجیب به نظر می‌رسید، زیرا کشاورزی هزاران سال است که نقش ستون فقرات تمدن بشری را بازی می‌کند و در توسعه اقتصادی کشورها بسیار تأثیرگذار بوده است. درحالی‌که از ظهور هوش مصنوعی تنها چندین دهه است که می‌گذرد، اما نمی‌توان از ایده‌های نوآورانه در هر صنعتی چشم‌پوشی کرد و صنعت کشاورزی نیز از این قاعده مستثنا نخواهد بود.
ما در سال‌های اخیر شاهد پیشرفت‌هایی سریع در فناوری کشاورزی بوده‌ایم که برخی از آن‌ها تغییرات انقلابی را به همراه داشته‌اند. وجود این نوآوری‌ها در این صنعت ضروری است، زیرا چالش‌های جهانی مانند تغییرات آب‌وهوا، رشد جمعیت در کنار کمبود منابع و پایداری سیستم غذایی تهدید‌کننده خواهند بود. با کمک فناوری هوش مصنوعی می‌توان بسیاری از این چالش‌ها را برطرف کرد و معایب کشاورزی سنتی را کاهش داد. از مهم‌ترین مزایای هوش مصنوعی در کشاورزی به صورت مواردی هستند که در زیر مورد بحث قرار گرفته‌اند.
پیشنهاد مطالعه: بررسی کاربردها و ابزارهای هوش مصنوعی در ترید
تصمیمات مبتنی بر داده
در دنیای مدرن همه‌چیز در مورد داده‌هاست. در بخش کشاورزی، سازمان‌ها از داده‌ها برای به دست آوردن بینش‌های دقیق در مورد جزئیات فرآیند کشاورزی، نظارت بر زنجیره تأمین محصول و فرایند تولید آن استفاده می‌کنند. تجزیه و تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند راه را برای کسب و کارهای کشاورزی هموار کنند. کشاورزان می‌توانند با کمک هوش مصنوعی، داده‌های بیشتری را در زمان کم‌تر پردازش کنند.
علاوه بر این، هوش مصنوعی می‌تواند تقاضای بازار را تجزیه و تحلیل کند، قیمت‌ها را پیش‌بینی کند و همچنین زمان‌های بهینه برای کاشت و برداشت را تعیین کند. با کمک هوش مصنوعی در کشاورزی می‌توان به بررسی سلامت خاک برای استفاده از کود و آفت‌کش‌ها پرداخت. با کمک نرم‌افزار مدیریت مزرعه می‌توان تولید را همراه با سودآوری افزایش داد و همچنین کاری کرد تا کشاورزان بتوانند در هر مرحله از فرآیند کشت محصول تصمیمات بهتری بگیرند.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها
هدف اصلی همه کشاورزان بهبود عملکرد مزارع است. از طریق ادغام کشاورزی با هوش مصنوعی می‌توان کاری کرد تا کشاورزان بتوانند محصولات بیشتری را با منابع کم‌تر رشد دهند. هوش مصنوعی می‌تواند بهترین شیوه‌های مدیریت خاک، فناوری نرخ متغیر و مؤثرترین شیوه‌های مدیریت داده را برای به حداکثر رساندن عملکرد و به حداقل رساندن هزینه‌ها ارائه دهد. همچنین هوش مصنوعی به کشاورزان کمک می‌کند تا بتوانند تشخیص دهند که کدام مناطق به آبیاری، کود دهی یا آفت‌کش نیاز دارند.
برای مثال کشاورزی عمودی که از شیوه‌های کشاورزی نوآورانه است می‌تواند تولید غذا را افزایش دهد و درعین‌حال مصرف منابع را به حداقل برساند. همچنین منجر به کاهش استفاده از علف‌کش‌ها، کیفیت بهتر برداشت و سود بیشتر در کنار صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه‌ها می‌شود.
پیشنهاد مطالعه: کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت خودروسازی
تأثیر اتوماسیون سازی
کشاورزی کاری سخت است و کمبود نیروی کار مشکلی است که این صنعت از ابتدا با آن مواجه بوده است. با اتوماسیون سازی کارها مانند استفاده از ربات در برخی از قسمت‌ها دیگر نیازی به استخدام افراد بیشتر نخواهد بود؛ بنابراین برای بسیاری از فعالیت‌های کشاورزی که با استفاده از نیروی دست انسان‌ها و حیوانات انجام می شدند تنها چند ساعت زمان نیاز بود. همچنین هوش مصنوعی و رباتیک توانستند باعث تولید ماشین‌های کشاورزی خودکار مانند تراکتورهای بدون راننده، آبیاری هوشمند، سم‌پاشی هوشمند، ربات‌های گلخانه‌ای مبتنی بر هوش مصنوعی و نرم‌افزارهای کشاورزی عمودی شوند. ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی در مقایسه با هر کارگر مزرعه عملکردی کارآمدتر و دقیق‌تر دارند.
کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی
کشاورزی سنتی با فرآیندهای دستی انجام می‌گرفت، اما از زمانی که مدل‌های هوش مصنوعی در این زمینه به کار گرفته شد، مزایای زیادی را به همراه خود داشت. یک سیستم کشاورزی هوشمند می‌تواند بسیاری از وظایف را تسهیل کند. با ترکیب این دو علم استارتاپ‌هایی شکل گرفت که توانستند پروژههای پیچیده را با موفقیت به اتمام برسانند. در ادامه در مورد تعدادی از کاربردهای هوش مصنوعی با جاوا در کشاورزی صحبت می‌کنیم:
بهینه‌سازی سیستم‌های آبیاری خودکار
الگوریتم‌های هوش مصنوعی، پروژههای مدیریت محصول را به صورت مستقل امکان‌پذیر می‌کنند. زمانی که این الگوریتم‌ها با حسگرهای اینترنت اشیاء ترکیب شوند، می‌توانند به بررسی سطح رطوبت خاک و شرایط آب و هوایی بپردازند و تصمیم بگیرند که محصولات به چه مقدار آب نیاز دارند. یک سیستم آبیاری هوشمند برای حفظ آب و ترویج شیوه‌های کشاورزی پایدار طراحی شده‌اند.
تشخیص نشتی یا آسیب به سیستم‌های آبیاری
هوش مصنوعی در تشخیص نشتی‌ها در سیستم آبیاری نقش مهمی را ایفا می‌کند. با تجزیه و تحلیل داده‌ها، الگوریتم‌ها می‌توانند الگوها و ناهنجاری‌هایی را که نشان‌دهنده نشتی احتمالی هستند، شناسایی کنند. مدل‌های یادگیری ماشین را می‌توان برای تشخیص علائم خاص نشتی مانند تغییرات در جریان یا فشار آب به کار گرفت.
با کمک این ابزار امکان تشخیص زودهنگام، جلوگیری از هدر رفتن آب همراه با آسیب‌های احتمالی محصول فراهم می‌شود. همچنین هوش مصنوعی می‌تواند داده‌های آب‌وهوا را در کنار نیازهای آبی محصول برای مناطقی که مصرف بیش از حد آب دارند، ترکیب کند. با خودکار کردن تشخیص نشتی و ارائه هشدارها، فناوری هوش مصنوعی میزان بهره‌وری آب را افزایش می‌دهد و به کشاورزان برای حفظ مؤثر منابع کمک می‌کند.
پیشنهاد مطالعه: ChatGPT چیست؟ سیر تا پیاز جادوگری به نام چت جی پی تی
نظارت بر محصول و خاک
ترکیب نادرست مواد مغذی در خاک می‌تواند به طورجدی بر سلامت و رشد محصولات زراعی تأثیر بگذارد. از طریق شناسایی این مواد مغذی و اثرات آن‌ها بر عملکرد محصول از طریق هوش مصنوعی، کشاورزان می‌توانند به راحتی تنظیمات لازم را انجام دهند. دقت مشاهده انسانی محدود است، اما مدل‌های بینایی کامپیوتر می‌توانند در جمع‌آوری داده‌ها برای بررسی شرایط خاک به دقت عمل کنند. با بررسی این داده‌ها می‌توان به بررسی سلامت محصول پرداخت. برای مثال هوش مصنوعی توانسته مراحل رشد گندم و رسیده بودن گوجه فرنگی را با سرعت و دقتی که هیچ انسانی نمی‌تواند با آن برابری کند، مورد ردیابی قرار دهد.
تشخیص بیماری و آفت‌ها
در کنار تشخیص کیفیت خاک و رشد محصول با کمک بینایی کامپیوتر و هوش مصنوعی با جاوا می‌توان وجود آفات و بیماری‌ها را به راحتی تشخیص داد. این کار از طریق هوش مصنوعی در اسکن تصاویر برای یافتن کپک‌ها، پوسیدگی، حشرات یا دیگر تهدیدات سلامت محصول ممکن است. با کمک سیستم‌های هشدار کشاورزان می‌توانند به سرعت عمل کرده تا آفات را از بین ببرند یا اینکه محصولات بیمار را از دیگر محصولات جدا کرده تا از گسترش بیماری بیش از حد جلوگیری شود.
کاربرد هوشمند آفت‌کش‌ها
استفاده از آفت‌کش‌ها به صورت دستی و خودکار با محدودیت‌های قابل‌توجهی رو به رو است. در حالت دستی می‌توان هدف‌گیری مناطق موردنظر را با دقت خاصی انجام داد، اما کار کند و دشوار پیش می‌رود. در سم‌پاشی خودکار، آفت‌کش‌ها در زمان کم‌تری کار را به اتمام می‌رسانند، اما اغلب اوقات فاقد دقت هستند که می‌تواند منجر به آلودگی محیط شود.
با کمک پهپادهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توان از مزایای هر دو رویکرد بهره‌مند شد و درعین‌حال از معایب آن‌ها جلوگیری کرد. پهپادها از بینایی کامپیوتر برای تعیین میزان آفت‌کشی که باید روی هر منطقه اسپری شود، استفاده می‌کنند. البته این فناوری روز به روز در حال پیشرفت و دقیق‌تر شدن است.
پیشنهاد مطالعه: مشاغل هوش مصنوعی در ٢٠٢٣
چالش های هوش مصنوعی در کشاورزی
تصور بسیاری از مردم از هوش مصنوعی این است که تنها در دنیای دیجیتال کاربرد دارد و در کارهای کشاورزی فیزیکی نقشی ندارد. این فرضیه به دلیل عدم درک ابزارهای هوش مصنوعی است. بسیاری از مردم نمی‌دانند که هوش مصنوعی چگونه کار می‌کند و این مسئله باعث پذیرش کند این مسئله در حوزه کشاورزی شده است. از طرفی بسیاری از کشاورزان با روش‌های سنتی آشنا هستند و تنها تعداد کمی از آن‌ها روی پروژه‌هایی که شامل فناوری هوش مصنوعی هستند، کارکرده‌اند.
همچنین اغلب افراد دارای علم، در توضیح روشن مزایای فناوری‌های جدید و نحوه پیاده‌سازی آن‌ها کوتاهی می‌کنند. بر اساس مزایای هوش مصنوعی برای کشاورزی پایدار، پیاده‌سازی این فناوری می‌تواند برای هر کشاورزی گامی منطقی به نظر برسد، اما هنوز هم چالش‌هایی در این رابطه وجود دارد که برای رسیدن به نتیجه ایده‌ال باید آن‌ها را برطرف کرد. تعدادی از این چالش‌ها عبارت‌اند از:
- هزینه‌های اولیه بالا
- بی‌میلی به پذیرش فناوری‌ها و فرآیندهای جدید
- عدم تجربه عملی با فناوری‌های جدید
- فرآیند طولانی پذیرش فناوری
- محدودیت‌های تکنولوژیکی
- مسائل مربوط به حریم خصوصی و امنیت
پیشنهاد مطالعه: کاربرد هوش مصنوعی در معماری
کلام آخر
با توجه به آنچه در بالا گفته شد، می‌توان نتیجه گرفت که هوش مصنوعی مطمئناً در سال‌های آینده نقش بزرگی را در کشاورزی و پایداری مواد غذایی ایفا خواهد کرد. کوچک‌ترین توسعه‌ای که در بخش کشاورزی انجام شده باعث افزایش کارایی شده است و درعین‌حال توانسته چالش‌های کشاورزی را کاهش دهد. همچنین نمی‌توان از مزایای هوش مصنوعی در کشاورزی غافل شد. با کمک ابزارهای هوش مصنوعی می‌توان کارگران را برای انجام عملیات‌های استراتژیکی‌تری به کار گرفت
آموزش هوش مصنوعی
اگر به فکر یادگیری هوش مصنوعی هستید بهترین انتخاب برای شما استفاده از دوره‌های آموزشی است. برای رفع نیاز کاربران مکتب خونه درصدد آن برآمده است که بهترین دوره‌های آموزش هوش مصنوعی را ارائه کند. هم‌اکنون در این پلتفرم و از طریق صفحه آموزش هوش مصنوعی شما می‌توانید به انواع دوره‌ها و همه ترندها و شاخه‌های هوش مصنوعی دسترسی داشته باشید و از بهترین منابع فارسی و همچنین انگلیسی برای این هدف بهره ببرید.
با سلام و وقت بخیر
ممنون ازمطالب زیبا و کاربردی در زمینه ارتباط کشاورزی و هوش مصنوعی
به امید ایرانی آباد و پیشرفته
سلام. ممنون از اینکه با مجله مکتب خونه همراه بودید هادی عزیز