# مقاله وارده

کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی

کد خبر: ۲۸۲۷۱۹

تاریخ: ۱۶ بهمن ۱۴۰۲ - ۱۹:۵۰

هوش مصنوعی یا Artificial intelligence (AI)

در واقع نوعی تکنولوژی و شاخه‌‌ای از علم کامپیوتر است که با هدف تولید ماشین‌هایی هوشمند شکل گرفته است که این ماشین‌‌ها توانایی تفکر دارند البته این تفکر با تفکر انسانی متفاوت بوده و در واقع می‌‌توان گفت هوش مصنوعی از روی هوش انسانی شبیه‌سازی شده است و طراحی یا برنامه‌نویسی آن به گونه‌‌ای بوده است که بتواند همانند ذهن انسان فکر کند و قادر به یادگیری و حل مسئله باشد. بنابراین هوش مصنوعی به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که می‌توانند رفتارهایی مشابه رفتارهای هوشمند انسانی از جمله درک شرایط پیچیده‌، شبیه‌سازی فرآیندهای تفکری و شیوه‌های استدلالی انسان و پاسخ موفق به آن، یادگیری و توانایی کسب دانش و استدلال راه‌حل مسائل داشته باشند.

امروزه به دلیل گسترش دانش و پیچیده‌تر شدن تصمیم‌گیری، استفاده از سیستم‌های اطلاعاتی به خصوص سیستم‌های هوش مصنوعی در حمایت از تصمیم‌گیری اهمیت بیشتری یافته است. برای هوش مصنوعی تعریف‌های متعددی ذکر شده است که همگی آنها را می‌توان در قالب دو رویکرد عمده هوش مصنوعی ضعیف و هوش مصنوعی قوی قرار داد، رویکرد قوی به مسئله هوش مصنوعی، در پی آن است ماشینی بسازد که تمام قابلیت‌هایی که تداعی‌گر هوش در انسان ا‌ست از قبیل آگاهی، اراده، تفکر، فهم معنا و زبان، یادگیری و... را از خود بروز دهد.

در عصر حاضر، کشاورزان در مواجهه با پدیده تغییرات اقلیمی و آب‌وهوایـی، به روش‌هـای بهتری بـرای تصمیم‌گیری درباره زمان و مکان کاشـت نیاز دارند. برای دستیابی به روش‌های بهینه در حوزه کشـاورزی، اسـتفاده از ابزارهای نوین هوش مصنوعی می‌تواند بسـیار پرفایده باشد

مطالعات موردی نشـان می‌دهند که برای مقابله با تهدیدهای اقلیمـی، کشـاورزی بـا رویکرد هوشـمند روشـی مؤثر و کارآمد است. نتایج موفقیت‌آمیز طرح‌های موجود نشان می‌دهند که کشـاورزان، سیاسـتگذاران ملـی، سـازمان‌های بین‌المللی و غیره همه به اسـتفاده از شـیوه‌های توصیه شـده با این روش در توسـعه کشاورزی علاقه‌مند هستند. این مطالعات در موقعیت‌های جغرافیایـی مختلفی مانند آفریقا، آسـیا، آسـیای مرکزی، اروپا، آمریـکای لاتیـن، جزایر کارائیب و آفریقای شـمالی و شـرقی انجام شـده اسـت.

کشاورزی هوشمند (smart farming) نوعی مفهوم جدید و نوظهور است که در آن از تکنولوژی‌های هوشمند و خودکار بهره گرفته می‌‌شود که به کمک این تکنولوژی‌ها روش‌های جدیدی برای کاشت، داشت و برداشت محصولات کشاورزی ابداع شده است و در واقع کشاورزی هوشمند به کمک ابزارهای مدرنی مانند حسگرها (سنسورها)، ربات‌‌ها، پهبادها و غیره انجام می‌گیرد که این ابزارها موجب:

1- افزایش راندمان مراحل مختلف کشاورزی (کاشت، داشت و برداشت) می‌‌شوند 2-کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی را افزایش می‌‌دهند

3- استفاده از نیروی انسانی را به حداقل میزان ممکن می‌‌رسانند 4- امور مختلف کشاورزی را سریع‌‌تر و آسان‌تر می‌‌کنند. 5- از نابودی و فرسایش خاک جلوگیری می‌‌کنند.

در کشاورزی سنتی با توجه به اینکه بسیاری از مسائل قابل پیش‌بینی نیست و همچنین عدم دسترسی کشاورز به اطلاعات دقیق نمی‌توان جلوی بسیاری از خسارات تلفات را گرفت و همین امر باعث کاهش بهره‌وری می‌شود، راه‌حل کشاورزی سنتی نمی‌تواند پاسخگوی نیاز غذایی امروز مردم جهان باشد. کشاورزی هوشمند با کاهش هزینه، بهره‌وری را افزایش می‌دهد. کشاورزان از فناورهای مختلف از جمله حسگرها، هواپیما‌های بدون سرنشین، آبیاری هوشمند، تراکتورهای خودراهبر استفاده می‌کنند تا بتوانند به تولید کارآمدتر و پایدارتر در کشاورزی دست یابند. در دهه‌های آینده با افزایش تولید مواد غذایی فشارهای سنگینی بر مزارع کشاورزی وارد خواهد آمد.

چالش‌های پیش‌روی کشاورزان

با استفاده از روش‌های سنتی کشاورزی

در چرخه حیات کشاورزی عوامل اقلیمی مانند بارندگی، دما و رطوبت نقش مهمی ایفا می‌کنند. با روند رو به رشد کشاورزی و نیاز مبرم به تأمین منابع آب و زمین، انجام فعالیت‌های کشاورزی روز به روز دشوارتر می‌شود. از طرفی دیگر پیامدهایی مانند جنگل‌زدایی و آلودگی منجر به تغییرات آب و هوائی می‌شوند و در نتیجه کشاورزان در مسیر آماده‌سازی خاک، کاشت بذر و برداشت دچار مشکل می‌شوند.

به ‌کارگیری مواد مغذی کافی در خاک برای به دست آوردن محصولات کشاورزی غنی و باکیفیت امری غیرقابل انکار است. با تأمین سه ماده مغذی اصلی نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) در خاک می‌توان میزان بازدهی زمین را بالاتر برد. بدیهی است که کمبود مواد مغذی می‌تواند منجر به کیفیت پایین محصولات شود.

در این میان حفاظت زمین‌های کشاورزی از علف‌های هرز اهمیت بسزایی پیدا می‌کند چراکه در صورت عدم کنترل و نظارت بر رشد آن‌ها، تمامی مواد مغذی و مفید در خاک را جذب می‌کنند و باعث کمبود تغذیه محصولات و در نهایت افزایش هزینه‌های تولید می‌شود.

به بیانی دیگر صنعت کشاورزی برای دستیابی به تولید محصولات سالم‌تر، کنترل آفات، نظارت بر خاک و شرایط رشد، سازماندهی داده‌ها برای کشاورزان، کمک به کنترل حجم کار، بهبود طیف گسترده‌ای از وظایف مرتبط با کشاورزی و در کل زنجیره تامین مواد غذایی، به کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی و جدیدترین فناوری‌ها در این زمینه روی می‌آورد.

برنامه کاربرد هوش مصنوعی

در کشاورزی:

- سیستم پیش‌بینی آب و هوا با هوش مصنوعی

- سیستم هوشمند پایش سلامت خاک و محصول

- هوش مصنوعی در پایش خاک

- کشاورزی دقیق و تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده با هوش مصنوعی

- رباتیک در کشاورزی

- سیستم مجهز به هوش مصنوعی برای تشخیص آفات

سیستم پیش‌بینی آب و هوا

با هوش مصنوعی

به دنبال تغییر شرایط اقلیمی و افزایش آلودگی‌های زیست محیطی، تعیین زمان مناسب برای کاشت بذر برای کشاورزان دشوارتر از گذشته شده است. با کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی می‌توان شرایط آب و هوائی را به راحتی پیش‌بینی و تجزیه و تحلیل کرد. این موضوع به کشاورزان کمک می‌کند تا زمان کاشت بذرها و نوع محصول را به درستی برنامه‌ریزی کنند

هوش مصنوعی در پایش خاک

یکی از جدیدترین روش‌های سودمند در راستای کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی، تجزیه و تحلیل سلامت محصول توسط هواپیماهای بدون سرنشین است. این سیستم با ارائه راه‌حل‌های تصویربرداری با استفاده از پهپاد، کار نظارت بر سلامت محصولات را انجام می‌دهد. در این تکنیک، پهپاد داده‌ها را از مزارع جمع‌‌آوری می‌کند و پس از انتقال اطلاعات کارشناسان آنالیز داده‌ها را انجام می‌دهند.

کوددهی هوشمند

یکی از مزیت‌های مهم ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی در این است که با تجزیه و تحلیل داده‌‌های خاک و نیاز گیاه می‌‌توانند نیاز کودی گیاه را به طور دقیق شناسایی کنند و ترکیب کودی بهینه به میزان دقیق و در زمان مناسب را تشخیص دهند که این امر می‌‌تواند سبب افزایش محصولات گیاهی از نظر کمی و کیفی و جلوگیری از شوری خاک شود

سیستم مجهز به هوش مصنوعی

برای تشخیص آفات

یکی از مخرب‌ترین و بدترین عوامل در کشاورزی، آفات هستند که به محصولات زراعی آسیب‌های جبران ناپذیری می‌رسانند. به بیانی ساده کشاورزان با مقایسه تصاویر ماهواره‌ای با استفاده از هوش مصنوعی  و داده ‌های تاریخ‌دار و زمان‌بندی شده به آسانی تشخیص می‌‌دهند که اگر آفتی فرود آمده است از چه نوع حشره‌ای است و برای نابودی آنچه راهکاری مناسب‌تر است. یکی دیگر از خدمات قابل توجه در این زمینه هشدارهایی است که به صورت خودکار به گوشی‌های هوشمند کشاورزان ارسال می‌‌شود تا بتوانند اقدامات احتیاطی لازم را به عمل بیاورند.

کاهش مصرف سموم کشاورزی

به کمک ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌‌توان وقوع و طغیان عوامل بیماری‌زای گیاهی، آفات خسارت‌‌زا و همچنین علف‌‌های هرز را پیش‌بینی کرد و راهکارهای مناسبی برای مبارزه با آن‌ها به کار گرفت از طرفی به کمک ربات‌ها و پهبادهایی مجهز به هوش مصنوعی می‌توان اقدام به سمپاشی مزارع به صورت یکنواخت و به مقدار مناسب کرد که این امر موجب کاهش مصرف سموم شیمیایی و در نتیجه کاهش میزان آلودگی محیط زیست می‌شود.

آینده هوش مصنوعی در کشاورزی

طبق گزارش‌های سازمان ملل متحد جمعیت جهان در سال 2023 نزدیک به 8 میلیارد نفر است که این جمعیت در سال 2050 به بیش از 10 میلیارد نفر خواهد رسید که با توجه به افزایش جمعیت در دنیا، محدودیت منابع آبی و خاکی، اختصاص اراضی کشاورزی به گسترش شهرها و جاده‌ها و نیاز روز افزون بشر به غذا، دولت‌‌ها با چالش زیادی در ارتباط با تامین غذا مواجه هستند. بنابراین به کارگیری تکنولوژی‌‌های مجهز به هوش مصنوعی که میزان تولید و بهره‌وری محصولات کشاورزی را بهبود می‌‌بخشند آینده بسیار روشنی در بخش کشاورزی به دنبال خواهند داشت.

معایب هوش مصنوعی در کشاورزی

هر روش یا تکنولوژی جدیدی علاوه‌بر مزیت‌های مختلف می‌‌تواند معایبی در پی داشته باشد که تکنولوژی هوش مصنوعی نیز از این قاعده مستثنی نیست و معایب این روش شامل موارد زیر است استفاده از تکنولوژی و ابزارهای جدید مجهز به هوش مصنوعی نیاز به صرف هزینه‌‌های زیاد است و در واقع استفاده از این ابزار تنها برای کشاورزانی که قصد سرمایه‌گذاری کلان دارند امکان‌پذیر خواهد بود. برای استفاده از این تکنولوژی جدید نیاز به اینترنت مداوم و پرسرعت است و با توجه به این که در بسیاری از اراضی کشاورزی امکان دسترسی به اینترنت وجود ندارد پس نمی‌توان از این تکنولوژی استفاده کرد. نصب و پیاده‌سازی این تکنولوژی در اراضی کشاورزی پیچیدگی‌‌های زیادی را به دنبال دارد از همین رو نیاز به افرادی متخصص برای اجرا و راه‌اندازی آن است که متاسفانه در حال حاضر با کمبود چنین نیروهایی مواجه هستیم.

نتیجه‌گیری

امروزه هوش مصنوعی جایگاه ویژه‌ای در زندگی علم و صنعت پیدا کرده ا ست. و جایگاه خود را در زندگی روزمره ما یافته است. هوش مصنوعی از علومی است که در دهه‌های گذشته پیشرفت شگرفی را در علم به وجود آورده است. محققان هوش مصنوعی در پی تولید ماشینی هستند که دستورات مورد نیاز را هوشمندانه انجام دهد. به عنوان مثال، قابلیت کنترل، برنامه‌ریزی و زمان‌بندی، توانایی تشخیص جواب به سؤال مصرف‌کننده، دست‌نویس‌ها، زبان‌شناسی، سخنرانی و شناسایی چهره و غیره را داشته باشد. همان‌طور که مطالعات نشان داد از جمله‌ این موارد به طور کلی می‌توان به کیفیت‌سنجی محصولات کشاورزی و مواد غذایی فرآوری‌شده، تشخیص بیماری‌های گیاهی، رباتیک در کشاورزی، کشاورزی دقیق و... مورد استفاده قرار گیرد. از جمله ویژگی‌‌های استفاده از سیستم‌های هوشمند می‌توان به کاهش نیروی انسانی و افزایش دقت عملکرد اشاره نمود.

کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی، کشاورزان را در مسیر توسعه و مکانیزه شدن صنعت کشاورزی قرار خواهد داد تا علاوه‌بر پرداختن به کشت دقیق‌تر و با عملکرد بهتر، برای دستیابی به محصولات بیشتر و با کیفیت‌تر اقدام کنند و در عین حال به استفاده کمتری از منابع روی بیاورند. با هر گامی که شرکت‌های ارائه‌کننده خدمات مبتنی بر هوش مصنوعی‌، در جهت بهبود یادگیری ماشینی و کاربرد هوش مصنوعی برمی‌دارند، پیشرفت‌های تکنولوژیک بیشتر و برنامه‌های کاربردی مفیدتری به منصه ظهور می‌رسند. فناوری‌هایی مانند هواپیماهای بدون سرنشین، ماشین‌های خودکار، ربات‌های هوشمند، همه و همه در راستای پیشبرد هدفی بزرگ‌تر با عنوان کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی در جهت تأمین مواد غذایی جمعیت ساکن بر سیاره زمین است. با افزایش رشد جمعیت در دنیا نیاز به تامین و امنیت غذا رو به افزایش است که برای تامین منابع غذایی در حجم انبوه نیاز است از روش‌‌های سنتی و قدیمی برای تولید محصولات کشاورزی دست کشید و از تکنولوژی‌های نوین همچون هوش مصنوعی استفاده کرد تا میزان تولید و بهره‌وری محصولات کشاورزی را ارتقا داد.

در سال‌های اخیر در کشور با کاهش منابع آبی و خاکی مواجه هستیم از طرفی با توجه افزایش جمعیت نیاز به تامین منابع غذایی در حجم انبوه است بنابراین لازم است از روش‌‌های مختلف و نوین همچون هوش مصنوعی برای افزایش تولید محصولات گیاهی استفاده کرد و برای این منظور می‌‌بایست بسترهای لازم برای ایجاد این تکنولوژی در کشور فراهم ساخت و از این تکنولوژی در عرصه‌های مختلف کشاورزی از جمله تولید نهال اصلاح‌شده بهره برد.

حدیث کوهی‌نژاد