گذشته و امروز کشاورزی روی لبه فناوری

روند دگرگونی فناوری کشاورزی؛ اگرچه خودکارسازی شامل بسیاری از قطعات ابتکاری و بر پایه مهندسی بسیار هوشمندانه است، اما درباره کاری که باید انجام شود انعطاف‌پذیری چندانی ندارد

زمان مطالعه: 4 دقیقه

دگرگونی در فناوری کشاورزی از حدود ۱۰ هزار سال پیش آغاز شد. ابزارهای دستی ساده‌ای که در ابتدا به کمک کشاورزان آمده بودند، اندک‌اندک به تجهیزات مکانیکی امروزی تبدیل شدند. نگاه دقیق‌تر به فناوری موجود نشان می‌دهد امروزه برای تقریباً هر عملیات کشاورزی راهکارهای تجاری خودکارسازی وجود دارد.

اگرچه خودکارسازی شامل بسیاری از قطعات ابتکاری و بر پایه مهندسی بسیار هوشمندانه است، اما تنها در کارهای ساده جایگزین انسان یا فعالیت انسانی می‌شود و درباره کاری که باید انجام شود، انعطاف‌پذیری چندانی ندارد. این گونه از فناوری بیشتر بر اساس راهکارهای مهندسی مکانیک است و شامل الکترونیک، حسگرها، نرم‌افزار یا «هوش» نیست.

تراکتور از جنبه جابه‌جایی در داخل و خارج از زمین و قدرت به‌خوبی جایگزین اسب، گاو و حتی انسان شد، اما درباره اینکه چه عملیاتی را در زمین، کجا و چگونه انجام دهد، هیچ‌چیز نمی‌داند. آنگاه که پای نظارت بر عملیات و حفظ ایمنی در میان باشد، همچنان یک کاربر انسانی (کشاورز یا یکی از کارکنان او) مسئول است.

گرچه گستره بزرگی از ابزارها برای اتصال به تراکتور و انجام کارهای حیاتی تولید محصول فراهم شده، اما انعطاف‌پذیری این ابزارها محدود است و زمان زیادی است که رویکرد میدانی آنها در چارچوب «یک اندازه مناسب برای همه» قرار گرفته است.


از فناوری ساده تا پیشرفته


کشاورزی امروز در حال گذار از خودکارسازی با فناوری ساده به مرحله خودکارسازی با فناوری پیشرفته است. «خودکار شدن با فناوری پیشرفته» را می‌توان به معنای توجه به تغییرات طبیعی در اشیا و محیطی که ماشین در آن کار می‌کند، انعطاف‌پذیری نسبت به کار(ها) و امکان جابه‌جا شدن از یک کار به کار دیگر در نظر گرفت.

فناوری برای رسیدن به این عملکرد باید از حسگرها و مفاهیمی مانند همجوشی بین حسگرها، مقداری قابل توجه از «هوش مصنوعی» و نرم‌افزار و ترکیبی از مکانیک و الکترونیک یا به اصطلاح «مکاترونیک» یا رباتیک استفاده کند.

در جایی که خودکارسازی با فناوری ساده جایگزین کارکردهای مکانیکی انسان شده، خودکارسازی با فناوری پیشرفته با هدف جایگزینی کارکردها و توانمندی‌های انسانی مانند حس، شناخت، تصمیم‌گیری و هماهنگی مؤثر چشم و دست برای کارهای دقیق‌تر یا پشتیبانی از آنها (به عملیات کشاورزی دقیق توجه کنید) یا کارهای کشاورزی پیچیده‌تر مانند برداشت انتخابی است.

پیش‌بینی پیدایش این گونه فناوری کشاورزی از نیم قرن پیش بیان شده بود، اما برای دستیابی به پیشرفت‌هایی که امروز در این زمینه می‌بینیم، به بهبود فناوری حسگر، بینایی کامپیوتر، قدرت محاسباتی مقرون‌به‌صرفه و هوش مصنوعی نیاز بود.


دگرگونی فناوری کشاورزی رباتیک


نخستین کاربرد موفق و پذیرفته‌شده رباتیک در کشاورزی مربوط به ربات شیردوش است. شیردوشی رباتیک در جایگاه یک چالش پژوهشی در آغاز دهه ۱۹۸۰ نمایان شد و امروز یک فناوری رایج در کشاورزی است. فناوری کامل‌کننده شیردوش رباتیک در زمینه دامپروری، ربات‌های تمیزکننده انبارها و توزیع‌کنندگان خوراک هستند.

در زمینه تولید طیور موضوع جمع‌آوری تخم‌های کف آنگاه در پژوهش‌ها مورد توجه قرار گرفت که برای مقابله با آنها تغییر از روش نگهداری در قفس به سامانه‌های دیگر در نظر بود. برای درک آینده کشاورزی می‌توان به طرح پژوهشی «Hands free hectare» در هارپر آدامزِ بریتانیا نگاهی انداخت.

در وب‌سایت این طرح به‌عنوان نمونه ماشین‌های خودکاری نشان داده شده که نخستین محصول زراعی را از راه دور، بدون حضور کاربر روی صندلی‌های رانندگی یا کشاورزان روی زمین رشد می‌دهند.


تراکتورهای خودران


جایگزینی همه‌جانبه توانایی‌های انسانی در تمام زمینه‌های کشاورزی زراعی هنوز چالش برانگیز است. با این حال برای حمایت از کشاورز در حال حاضر فناوری پیشرفته وجود دارد. سامانه‌های هدایت خودکار بر پایه مکان‌یابی جغرافیایی (GPS) برای تراکتورها در دسترس است و در دو دهه گذشته به دلیل بهره‌وری در کاربرد و کاهش هزینه‌های سوخت با استقبال کشاورزان روبه‌رو شده است.

مدتی است که تراکتورها یا ربات‌های مستقل در فهرست طراحی پژوهشی و صنعتی قرار دارند، گرچه نگرانی‌های ایمنی پیشرفت در این حوزه را مانع می‌شوند. انتظار می‌رود پیشرفت‌ها در زمینه خودروهای خودران موجب پیشرفت در رباتیک کشاورزی نیز بشود.

ابزار وجین که با تراکتور کشیده می‌شود و مجهز به بینایی کامپیوتر است، راه‌حل تا اندازه‌ای مستقل را تشکیل می‌دهد. پیشرفت در بینایی دوربین و روش‌های هوش مصنوعی، به‌ویژه روش‌های یادگیری عمیق نتایج امیدوارکننده‌ای را در تشخیص علف‌های هرز از میان محصولات بروز داده است. این فناوری در حال حاضر وارد عمل کشاورزی می‌شود.


برداشت خودکار


به موضوع برداشت مستقل در باغبانی گلخانه‌ای توجه زیادی شده، گرچه این موضوع به دلیل ساختار ضعیف محیط کاربری، احاطه‌شدن میوه‌ها با برگ‌ها و ساقه‌ها، تنوع طبیعی چشم‌گیر بین گیاهان و میوه‌ها و شرایط روشنایی در گلخانه همچنان چالش‌برانگیز است؛ اما در مقابل آن بر پایه پژوهش و برنامه ۱۵ ساله رباتی برای حذف برگ‌های گوجه‌فرنگی در یک سامانه کشت سیم‌بندی‌شده در حال حاضر نزدیک به ارائه به بازار و بسیار شبیه به طرح «Hands free hectare» است. قابلیت‌های هوش مصنوعی در چالش گلخانه خودکار به‌خوبی آزمایش شده و کشت درختان میوه (ثمرده) با چالش‌هایی مشابه تولید محصولات گلخانه‌ای روبه‌رو است.

برای زمان طولانی برداشت خودکارمختار در دستور کار پژوهشی بوده؛ حل این مشکل چالش برانگیز کلید تکامل فناوری کشاورزی است. در این میان کشاورزان راه‌حلی را در پیش گرفته‌اند که در آن کارگران روی یک بستر متحرک مستقل جابه‌جا می‌شوند.

بهره‌وری کاری در این روش به دلیل بی‌نیازی از حرکت و بالا‌رفتن از نردبان به میزان چشم‌گیری بهبود یافته و ممکن است زمانی فرا برسد که مهارت‌های پیشرفته کارگر انسانی نیز با فناوری رباتیک جایگزین شود.


چالش پذیرش فناوری


توسعه فناوری رباتیک یک چیز، اما پذیرش عملی آن در کاربری‌های کشاورزی موضوعی بسیار متفاوت است. نخست آنکه به نظر می‌رسد زیرساخت فناوری در حال تغییر است. گونه متفاوتی از شرکت‌ها با مهارت‌های قوی در رباتیک و هوش مصنوعی وارد بازار فناوری کشاورزی می‌شوند.

دوم آنکه سازگار‌کردن فناوری با نیازهای کشاورزان و آموزش کشاورزان در استفاده از تجهیزات با فناوری پیشرفته‌تر، نقش حیاتی در موفقیت برای پذیرش فناوری رباتیک دارد. سوم آنکه جای‌گذاری فناوری رباتیک در زیرساخت داده مزارع آینده و تمرکز شدید بر داده‌ها به‌تنهایی چالش‌برانگیز است.

روشن است که ربات‌ها بخشی از چارچوب اینترنت اشیا در کشاورزی خواهند شد. مالکیت داده‌ها و حریم خصوصی باید مورد توجه قرار گیرد. همین موضوع درباره ایمنی و مسئولیت نیز وجود دارد. در همین حال پذیرش فناوری تنها دغدغه کشاورز نیست، بلکه در ذهن مصرف‌کنندگان نیز رابطه بین غذا و فناوری موضوعی حساس است.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.