وقتی زمین جوابگوی نیاز انسان‌ها نیست/ هوش مصنوعی با کشاورزی عمودی از راه می‌رسد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، طبق اعلام سازمان ملل متحد پیش‌بینی می‌شود جمعیت فعلی 7.3 میلیارد نفری جهان تا سال 2030 به 8.5 میلیارد نفر و تا سال 2050 به 9.7 میلیارد نفر برسد. ازاین‌رو افزایش تعداد انسان‌ها به معنای احتیاج بیشتر به تغذیه است. اما مسئله این است که درحالی‌که جمعیت مسیر افزایشی خود را ادامه می‌دهد، زمین‌های کشاورزی یا به همان صورت باقی می‌مانند یا به دلیل شهرنشینی سریع در حال کاهش هستند. سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) برای تغذیه جهان تا سال 2050 تخمین می‌زند که تولید مواد غذایی باید 70 درصد نسبت به سال 2007 افزایش یابد. به‌عبارت‌دیگر تولید غلات در سراسر جهان باید از 2.1 میلیارد تن به 3 میلیارد دلار در سال 2050 افزایش یابد. ازآنجاکه زمین‌های قابل‌کشت رو به کاهش‌‌اند و جوابگوی جمعیت بشر نیستند، کشاورزان رو به کشاورزی عمودی می‌آورند.

کشاورزی عمودی چیست؟

کشاورزی عمودی به این صورت است که محصولات در محیط‌های داخلی به‌شکل لایه‌لایه روی یکدیگر قرار گرفته و رشد می‌کنند. در این نوع زراعت، به‌جای نور خورشید از چراغ‌های فرابنفش استفاده می‌شود و ضمناً شرایط آب‌وهوای محیط نیز کنترل‌شده است. این شیوه جایگزین بهتری برای کشت مواد غذایی روی زمین‌ها است، چراکه هزینه بیش‌ازحد آب را در پی دارد.

کشاورزی عمودی با رشد محصولات «هیدروپونیک» (یا آب‌کشت) در مقدار کمی آب غنی از مواد مغذی، مصرف آب را به حداقل رسانده و بهره‌وری را به حداکثر می‌رساند. علاوه بر این، کشاورزی عمودی نسبت به زمین‌های سنتی یا گلخانه‌ها محصولات بیشتری در هر مترمربع ارائه می‌دهد. به‌طور خلاصه، این روش می‌تواند پاسخی برای مقابله با نگرانی‌های تولید مواد غذایی، کاهش زمین‌های زراعی و گرسنگی جهانی باشد.

نقش هوش مصنوعی در کشاورزی عمودی

امروزه فناوری‌های هوش مصنوعی به کشاورزان در تولید محصولات سالم، کنترل آفات، نظارت بر شرایط خاک و دما از طریق حسگرهای اینترنت اشیاء، سازمان‌دهی داده‌ها برای کشاورزان و بهینه‌سازی مجموعه وسیعی از فعالیت‌های مرتبط با کشاورزی در کل زنجیره تأمین مواد غذایی کمک می‌کنند. در کشاورزی عمودی نیز هوش مصنوعی تأثیرات عمیقی در عملکرد بالاتر و کارایی بهتر خواهد داشت. به‌عنوان‌مثال، یک استارت‌آپ فعال در حوزه کشاورزی به نام «پلنتی» (Plenty) از طریق کشاورزی عمودی در حال تعریف مجدد مفهوم کشاورزی است. این شرکت تازه‌کار با به‌کارگیری فناوری‌های هوش مصنوعی و روباتیک، به‌طور مداوم کیفیت رشد محصولات را درحالی‌که 95 درصد آب و 99 درصد زمین کمتری استفاده می‌کنند، بهبود می‌بخشد. این امر از طریق فناوری‌های کشاورزی حاصل می‌شود که با استفاده از هوش مصنوعی متغیرهای دما، رطوبت و گازها را کنترل می‌کند.

هوش مصنوعی همچنین با خودیادگیری در مورد رشد سریع‌تر، بزرگ‌تر و بهتر محصولات، به‌طور مستمر خود را بهینه می‌کند. این استارت‌آپ همچنین از روبات‌ها برای گرفتن قفسه‌های بزرگ سبزی‌های درحال‌رشد استفاده کرده و آنها را به مکان موردنیاز منتقل می‌کنند. در همین حال، پنل‌های LED به‌عنوان نور خورشید عمل می‌کنند، به این معنی که مواد غذایی به‌طور شبانه‌روزی در داخل مزارع عمودی پرورش می‌یابند و آب ازدست‌رفته مجدداً گرفته شده و برای جلوگیری از هدر رفتن دوباره استفاده می‌شود. هوش مصنوعی همچنین به تنظیم ترکیبی از نورهای آبی، قرمز و سفید کمک می‌کند تا از رشد مطلوب گیاهان در محیط مصنوعی اطمینان حاصل شود.

به‌طورکلی، مزرعه «پلنتی» چنان موفق است که در هر هکتار 400 برابر بیشتر از یک مزرعه مسطح (زمینی) مواد غذایی تولید می‌کند.

استارت‌آپ‌های کشاورزی عمودی دیگری نیز وجود دارند که از هر دو مفهوم هوش مصنوعی و اتوماسیون استفاده می‌کنند. پلتفرم فناوری «آی‌فارم گروتیون» (iFarm’s Growtune) به پرورش‌دهندگان اجازه می‌دهد از فناوری‌هایی مانند بینایی رایانه، یادگیری ماشین و حجم عظیمی از داده استفاده کنند.

میزان مصرف آب و انرژی

در مزارع عمودی که به‌جای «هیدروپونیک» (آب‌کشت) از ایروپونیک (هواکشت) استفاده می‌کنند، هوش مصنوعی مجدداً مفید واقع می‌شود. در روش ایروپونیک، گیاهان زراعی برای 99.98 درصد از زمان در معرض آب خاک قرار می‌گیرند، اما برای 0.02 درصد باقیمانده زمان، در معرض محلولی غنی از عناصر ریزمغذی و مواد معدنی قرار می‌گیرد. این امر مقاومت مکانیکی خاک را به‌طور کامل از بین می‌برد، به حاصلخیزی گیاه می‌افزاید و درعین‌حال 40 درصد از نیاز آب و 30 درصد از مواد مغذی گیاه را کاهش می‌دهد.

اگرچه کشاورزی عمودی راهکاری مؤثر برای محدودیت زمین است، اما نگرانی‌هایی در مورد بالا بودن مصرف انرژی آن وجود دارد. این امر بیشتر به دلیل روشنایی LED و فناوری‌های کنترل آب‌وهوا است که در مزارع عمودی استفاده می‌شود. گزارش‌ها نشان می‌دهد که اگر کاهوها در گلخانه‌هایی که به‌طور سنتی گرم می‌شوند پرورش داده شوند، برای هر مترمربع از سطح زیر کشت به 250 کیلووات ساعت انرژی در سال احتیاج دارد. ولی کاهوهایی که در یک مزرعه عمودی تولید می‌شوند، برای هر مترمربع از سطح رشد به 3500 کیلووات ساعت در سال احتیاج دارند.

هوش مصنوعی برای این موضوع نیز راه‌حل دارد. از طریق سنسورهای اینترنت اشیاء مبتنی بر هوش مصنوعی، کشاورزان می‌توانند رفتار گیاهان را در مزارع عمودی نظارت و کنترل کنند و از طریق مدل‌های هوش مصنوعی اطلاعاتی را در مورد نحوه بهبود چشمگیر این سیستم در آینده، ازنظر رشد، کمیت و کیفیت کسب کنند. هوش مصنوعی همچنین از طریق نرم‌افزارهای کنترل آب‌وهوا، به نظارت هوشمند بر میزان انتشار دی‌اکسید کربن کمک کرده و توزیع مساوی انرژی را امکان‌پذیر می‌کند. اینها به شرکت‌های نوپای کشاورزی عمودی کمک می‌کنند و نسبت به همتایان خود به‌طور میانگین 50 درصد مصرف انرژی مؤثرتری دارند.

انتهای پیام/4112/پ