مزرعه هوشمند یک مفهوم نوظهور است که می‌تواند به مدیریت هرچه بهتر مزارع با استفاده از فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا، رباتیک، هواپیماهای بدون سرنشین و هوش مصنوعی کمک کند. با استفاده از چنین فناوری‌هایی کشاورزان می‌توانند کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی را به میزان زیادی افزایش داده و در عین حال نیروی انسانی فعال در مزارع را نیز بهینه‌سازی کنند.
با اینفورتک همراه باشید تا در ادامه این مقاله بیشتر درباره هوشمندسازی مزارع صحبت کرده و اطلاعاتی را در خصوص چگونگی انجام این کار و البته مزایای مهم آن در اختیار شما قرار دهیم.
آشنایی با کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند به مدیریت مزارع با استفاده از فناوری‌های نوین اطلاعات و ارتباطات می‌پردازد و تلاش می‌کند تا کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی را ارتقا دهد.به طور خلاصه می‌توان گفت که استفاده عملیاتی از مفاهیم هوشمندسازی در صنعت کشاورزی و به خصوص مزارع را کشاورزی هوشمند می‌نامند. از جمله تکنولوژی‌هایی که امروزه در مزرعه هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند می‌توان به تکنولوژی‌هایی از جمله موارد زیر اشاره کرد:
- حسگرها: بررسی خاک، آب، نور، رطوبت و دما
- نرم‌افزار: مدیریت و پردازش داده‌های دریافتی
- GPS: برای بررسی موقعیت مکانی
- علم رباتیک: تجهیزات و دستگاه‌های عملیاتی
- تجزیه‌وتحلیل داده‌ها
- اینترنت اشیا (برای آشنایی بیشتر مطالعه مقاله “کاربردهای اینتترنت اشیا در کشاورزی” را به شما پیشنهاد می‌دهیم.)
- هوش مصنوعی (برای آشنایی بیشتر مطالعه مقاله “کاربردهای هوش مصنوعی در کشاورزی” را به شما پیشنهاد می‌دهیم.)
آشنایی با مزرعه‌داری هوشمند
اگر بخواهیم تعریف دقیقی از مزرعه هوشمند ارائه دهیم، می‌توان گفت مزرعه‌داری هوشمند مفهومی است که به فراهم‌کردن زیرساخت‌های صنعت کشاورزی برای استفاده از فناوری‌های پیشرفته از جمله داده‌های حجیم، مفاهیم کلود، اینترنت اشیا و … متمرکز است. یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های این مزارع این است که در آنها دقت بالایی وجود دارد و کشاورزان می‌توانند با استفاده از حسگرهای مخصوص و نرم‌افزارهایی که در اختیارشان قرار می‌گیرد نظارت کاملی روی مزرعه خود داشته باشند.
اصلی ترین عامل هوشمندسازی مزرعه افزایش تقاضا برای محصولات کشاورزی و البته بالا بردن کیفیت این محصولات در سال‌های اخیر بوده است که این مسئله خود به دنبال افزایش جمعیت دنیا اتفاق افتاده است. با استفاده از تکنولوژی‌هایی که در این زمینه در اختیار کشاورزان قرار می‌گیرد آنها می‌توانند مواردی از قبیل تغییر اقلیم، منابع آب شیرین و … را مدیریت کرده و اثرات آنها را روی کیفیت محصولات کشاورزی خود کمتر کنند.
نظارت داشتن روی پارامترهای مختلفی که امروزه در مزرعه و کشاورزی حائز اهمیت هستند می‌تواند در نهایت منجر به تولید محصولاتی شود که در مقایسه با محصولات کشاورزی سنتی از کیفیت بالاتری برخوردار هستند و البته حجم این محصولات تولیدی نیز بیشتر خواهد بود.
سطح سنج لیزری – محصولی از اینفورتک
اجزای مزارع هوشمند
به طور کلی اینترنت اشیا و هوش مصنوعی هسته مرکزی یک مزرعه هوشمند را تشکیل می‌دهند. با استفاده از این دو تکنولوژی می‌توان داده‌هایی را استخراج کرد و از طریق اینترنت به تجهیزات منتقل کرد. برای بهینه‌سازی فرایند کشاورزی و مزرعه‌داری تجهیزات مرتبط، با اینترنت اشیا که در زمین‌های کشاورزی نصب شده‌اند باید داده‌ها را در یک چرخه تکراری جمع‌آوری و پردازش کرد که این کار کشاورزان را قادر می‌سازد تا به مسائل نوظهور و تغییرات در شرایط محیطی واکنش سریع‌تری نشان دهند.
مطالعه مقاله “کاربردهای اینترنت اشیا” شما را با کاربردهای IoT در بخش‌های مختلف آشنا می‌کند. در صورت تمایل این مقاله را مطالعه کنید.
به‌طورکلی روند مزرعه‌های هوشمند از چرخه‌ای مانند چرخه زیر پیروی می‌کند:
- مشاهده: حسگرها داده‌های مختلف را از محصولات، دام، خاک و شرایط جوی دریافت می‌کنند.
- تشخیص: مقادیر دریافت شده از حسگرها با قوانین و مدل‌های تصمیم‌گیری از پیش تعریف شده مقایسه شده و از این طریق هرگونه کمبود یا نیازی که وجود دارد نیز تشخیص داده می‌شود.
- تصمیم‌گیری: پس از مشخص‌شدن دقیق مشکلات یک شخص نیروی انسانی یا ابزارهایی که مبتنی بر یادگیری ماشین هستند تعیین می‌کنند که آیا راهکار خاصی برای حل این مشکل یا نیاز وجود دارد یا خیر؟ و اگر وجود دارد کدام راهکار مناسب‌تر خواهد بود؟
- اقدام: پس از ارزیابی اقدام نهایی انجام می‌شود که این اقدام نهایی نیز ممکن است توسط نیروی انسانی یا تجهیزات اینترنت اشیا و رباتیک صورت گیرد.
مزایای مهم مزرعه هوشمند
به طور کلی روند هوشمند سازی مزرعه می‌تواند مزایای زیادی را به همراه داشته باشد. در ادامه برخی از مهم‌ترین این مزایا را بررسی خواهیم کرد:
- بهبود دقت فعالیت‌ها: بدون شک یکی از مهم‌ترین مزایای مزرعه هوشمند بهبود دقت در انجام وظایف مختلف است. فرمان‌های دستی برای انجام وظایف مختلف در مزارع ممکن است خطاهای انسانی زیادی داشته باشند که با وجود تکنولوژی‌های برتر در مزارع هوشمند این خطاها به میزان زیادی کاهش پیدا کرده و در برخی از مواقع حتی به صفر می‌رسند.
- بهبود راندمان کاری: یکی از بزرگ‌ترین مزایای مزارع هوشمند صرفه‌جویی در زمان است. با توجه به نرم‌افزارها و تجهیزات هوشمندی که به‌صورت خودکار طیف گسترده‌ای از وظایف را در مزارع هوشمند انجام می‌دهند دیگر نیازی نیست که زمان زیادی صرف مدیریت مزرعه شود. در نتیجه صرفه جویی زیادی در زمان اتفاق میافتد.
- بهره‌وری در میزان سوخت: مزرعه هوشمند به کشاورزان اجازه می‌دهد تا بسیار دقیق عمل کنند. با توجه به کاهش همپوشانی‌ها در مزارع هوشمند کل مساحت طی شده برای تجهیزات مختلف کاهش پیدا می‌کند. از این طریق در زمان و مصرف سوخت تجهیزات مورد استفاده، صرفه جویی می‌شود. باید دقت داشت که صرفه‌جویی در سوخت نیز در نهایت منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های مزارع کشاورزی نیز خواهد شد.
- افزایش بازده محصولات: نباید فراموش کرد که هوشمندسازی مزارع می‌تواند به طور مستقیم روی بهبود کیفیت و افزایش کمیت محصولات تاثیرگذار باشد. سم‌پاشی درست و مطابق با استانداردها با بالاترین سطح دقت می‌تواند روی عملکرد محصولات اثرگذار باشد. از طرف دیگر کشاورزان می‌توانند با حذف سم‌پاشی و استفاده از روش‌های جایگزینی که مزارع هوشمند ارائه می‌دهند موفق شوند به طور دائم محصولاتی سالم را رشد داده و به فروش برسانند که باعث افزایش سودآوری آنها نیز خواهد شد.
- استرس کمتر: کارکردن در طول روز به صورت طولانی مدت و داشتن تمرکز سخت روی مسائل برای مدت زمان زیاد می‌تواند به میزان زیادی روی افزایش سطح استرس در بدن کشاورزان تاثیرگذار باشد. حال زمانی که بسیاری از این فرایندها به‌صورت خودکار و با استفاده از تجهیزات پیشرفته انجام شوند طبیعتا میزان استرس در کشاورزان نیز کاهش پیدا خواهد کرد.
- گزارش‌دهی آسان‌تر برای بررسی‌های آینده: یکی از مهم‌ترین فاکتورهایی که می‌تواند روی موفقیت یک مزرعه تاثیرگذار باشد گزارش‌گیری مرتب است. نگهداری و بررسی این گزارش‌ها در آینده می‌تواند باعث شود تا مشکلات مزرعه شناسایی شده و بهترین راهکارها برای آن اتخاذ شود. با استفاده از تکنولوژی‌های مربوط به هوش مصنوعی و ابزارهای هوشمندی که در مزرعه هوشمند از آنها استفاده می‌شود ضبط و نگهداری انواع گزارش‌ها نیز ساده‌تر خواهد شد.
معایب مزرعه هوشمند
مزارع هوشمند نیاز دارند که به طور دائم به اینترنت متصل باشند. تامین کردن چنین اینترنتی در برخی از مناطق روستایی ممکن است یک چالش بسیار جدی برای کشاورزان باشد. با این وجود ممکن است با استفاده از برخی راهکارها بتوان این مشکلات و معایب را حل و برطرف کرد. از طرف دیگر همان طور که در بخش‌های قبلی نیز به این موضوع اشاره کردیم هوشمند سازی مزرعه نیازمند تجهیزات بسیار زیاد و البته پیشرفته‌ای است که تهیه کردن آنها ممکن است نیازمند صرف سرمایه زیادی باشد.
یک نکته مهم دیگر مربوط به مهارت‌های موردنیاز و دقت فنی در زمان استفاده و نصب این تجهیزات است که باید به آن نیز دقت و توجه زیادی داشت. امروزه پیدا کردن نیروهای متخصصی که آشنایی کاملی با علم رباتیک و اینترنت اشیا داشته باشند ممکن است سخت و دشوار بوده و البته هزینه بالایی داشته باشد. با این وجود نباید فراموش کرد که هوشمندسازی مزارع شاید در ابتدا هزینه زیادی داشته باشد؛ ولی در ادامه با توجه به سودآوری زیاد و کاهش هزینه‌ها از نظر اقتصادی کاملا به‌صرفه خواهد بود.
آبیاری هوشمند در مزارع
خشکسالی و کمبود آب در بسیاری از مناطق ممکن است مشکلات زیادی را برای کشاورزان به وجود بیاورد. یکی از بهترین راهکارهایی که برای حل این مشکل وجود دارد استفاده از فناوری‌هایی مانند سیستم‌های آبیاری هوشمند است که برای غلبه بر کمبود آب مورداستفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از چنین سیستم‌هایی در مزرعه هوشمند (Smart Farm) می‌تواند به طور مستقیم ناکارآمد بودن سیستم‌های قدیمی آبیاری را برطرف کرده و مزایای زیادی را نیز برای شما به همراه داشته باشد. از جمله مهم‌ترین مزایای آبیاری هوشمند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- خودکارسازی فرایند آبیاری محصولات مختلف کشاورزی که باعث کاهش زحمت کشاورزان می‌شود.
- صرفه‌جویی در هزینه‌ها به علت به حداقل رساندن میزان هدر رفتن آب
- داشتن دیدگاه یکپارچه نسبت به ویژگی‌های خاک از جمله میزان رطوبتی که در خاک وجود دارد و البته میزان مواد مغذی موجود در خاک
- داشتن اعلان‌ها و نوتیفیکیشن‌های هوشمند که در صورت بروز هرگونه ناهنجاری در زمان آبیاری مزارع به شما هشدار خواهد داد.
- داشتن چشم‌‌انداز بلند مدت نسبت به سلامت خاک و محصولاتی که در مزارع موجود می‌باشند.
- اکوسیستم مبتنی بر اینترنت اشیا برای آبیاری هوشمند، که بدون شک استفاده از آن یک تجربه جدید و جذاب برای کشاورزان خواهد بود.
خلاصه مطلب
مزرعه هوشمند یک مفهوم کاملا جدید و مدرن است که در زمینه مدیریت هرچه بهتر زمین‌های کشاورزی و مزارع طراحی شده است. این نوع مزرعه به شما کمک می‌کند تا بتوانید هزینه‌های کشاورزی را کاهش داده و کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی خود را نیز افزایش دهید. هوشمندسازی مزرعه نیازمند سرمایه‌گذاری زیادی است. ولی نباید فراموش کنید که سودآوری بالا و البته کاهش هزینه‌ها بدون شک باعث می‌شود تا این کار از نظر اقتصادی کاملا به‌صرفه باشد.
من میخواستم درباره مزارع هوشمند تحقیق کنم، مقاله شما خیلی کمک کرد
با تشکر از شما دوستان
لطفا اگر میشه فیلم مزارع هوشمند هم بذارید
بهترین محتوایی بود که به زبان ساده مزرعه هوشمند رو تعریف کرده بود