کشاورزی هوشمند به مدیریت مزارع با استفاده از فناوری های نوین اطلاعات و ارتباطات برای افزایش کمیت و کیفیت محصولات و در عین حال بهینه سازی نیروی انسانی مورد نیاز اشاره دارد.

از جمله تجهیزات کشاورزی هوشمند موجود برای کشاورزان امروزی عبارتند از:

. حسگرها: خاک، آب، نور، رطوبت، مدیریت دما

. نرم‌افزارها: راه‌حل‌های نرم‌افزاری تخصصی که انواع مزرعه‌های خاص یا برنامه‌های کاربردی پلت‌فرم‌های IoT را مورد هدف قرار می‌دهند.

. قابلیت اتصال : سلولی، LoRa

. مکان یابی : GPS، ماهواره

. رباتیک: تراکتورهای مستقل، امکانات پردازش

. تجزیه و تحلیل داده ها: راه حل های تجزیه و تحلیل مستقل، خطوط داده برای راه حل های مسائل جزئی

. کشاورزان با استفاده از چنین ابزارهایی می توانند مدیریت مزارع را با دقت بالاتری انجام داده و بدون نیاز به قدم گذاشتن در مزرعه، برای کل مزرعه یا یک گیاه، دام و یا آبزی تصمیمات استراتژیک بگیرند.

نیروی محرکه کشاورزی هوشمند اینترنت اشیاء است:

. اتصال خودکار ماشین‌ها و حسگرهای یکپارچه در مزارع، برای ایجاد فرآیندهای کشاورزی مدرن مبتنی بر داده.

البته همه این نوآوری ها اگر راه حلی برای مشکلات کشاورزی جهانی ارائه نکنند بی فایده هستند. دو روش وجود دارد که با آن میتوان از طریق کشاورزی هوشمند می‌تواند آینده کشاورزی جهان را تحت تاثیر قرار داد.

اینترنت غذا یا مزرعه 2020

اگر اینترنت اشیاء (IoT) و اینترنت اشیاء پزشکی (IoMT) داریم، چرا پلتفرمی برای اینترنت اشیاء کشاورزی (IoF) تعبیه نکنیم؟ کمیسیون اروپا، پروژه اینترنت غذا و مزرعه 2020 (IoF2020)، بخشی از رهبری صنعتی Horizon 2020، را از طریق تحقیق و کنفرانس های منظم، پتانسیل فناوری های IoT برای صنایع غذایی و کشاورزی اروپا بررسی می کند.

اینترنت اشیاء این باور را تقویت کرده است که یک شبکه هوشمند از حسگرها، محرک‌ها، دوربین‌ها، ربات‌ها، پهپادها و سایر دستگاه‌های متصل، سطح بی‌سابقه‌ای از کنترل و تصمیم‌گیری خودکار را برای کشاورزی مدرن به ارمغان می‌آورد و یک اکوسیستم پایدار نوآوری را برای قدیمی ترین صنعت جهان ممکن می سازد.

سومین انقلاب سبز

کشاورزی هوشمند و کشاورزی مبتنی بر اینترنت اشیاء راه را برای آنچه می توان سومین انقلاب سبز نامید هموار می کند.

به دنبال انقلاب اصلاح نباتات و ژنتیک، سومین انقلاب سبز، کشاورزی مدرن را متحول کرده است. این انقلاب از کاربرد ترکیبی فناوری های تجزیه و تحلیل مبتنی بر داده، مانند تجهیزات کشاورزی هوشمند، اینترنت اشیاء، تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV ها یا پهپادها)، رباتیک و غیره است.

در آینده، انقلاب کشاورزی هوشمند نشان می‌دهد که با وجود استفاده کمتر از آفت‌کش‌ها و کودها در کشاورزی مدرن بهره وری و تولید افزایش چشمگیری خواهد داشت. فناوری‌های اینترنت اشیاء قابلیت ردیابی بهتر مواد غذایی را ممکن می‌سازد که به نوبه خود منجر به افزایش ایمنی مواد غذایی می‌شود. این امر با توجه به استفاده کارآمدتر از آب، یا بهینه‌سازی تصفیه‌ها و ورودی‌ها برای محیط زیست نیز مفید خواهد بود.

بنابراین، کشاورزی هوشمند دارای پتانسیل واقعی برای ارائه شکل مولدتر و پایدارتر از تولید کشاورزی مدرن، بر اساس رویکردی دقیق تر و کارآمدتر از منابع است. مزارع جدید سرانجام رویای ابدی بشر را محقق خواهند کرد.

باید توجه داشت که دو مفهوم کشاورزی دقیق و کشاورزی هوشمند با یکدیگر متفاوت هستند. گاها این دو مفهوم به طور اشتباه به جای یکدیگر استفاده می شوند.

چیزی که بین این دو مفهوم مشترک است، رویکرد دیجیتالی در بخش کشاورزی است، که در هر کدام کمی متفاوت از دیگری است. آنچه کشاورزی هوشمند را از کشاورزی دقیق متمایز می کند این است که کشاورزی هوشمند بر جمع‌آوری داده‌ها و تفسیر آنها با استفاده از فناوری‌های محاسباتی تمرکز می‌کند تا مدیریت مزارع را قابل پیش‌بینی‌تر و کارآمدتر کند اما کشاورزی دقیق به طور اختصاصی بر روی اندازه­گیری دقیق پارامترهای محیطی در مزرعه تمرکز دارد.

بلکه می تواند به روندهای نوظهور در کشاورزی مانند کشاورزی ارگانیک، کشاورزی خانوادگی، از جمله پرورش دام های خاص و/یا پرورش نژادهای خاص، حفظ گونه های خاص یا با کیفیت بالاتر و افزایش شفافیت کشاورزی برای مصرف کنندگان، جامعه و آگاهی بازار کمک های شایان توجهی داشته باشد.

نکته مهم این است که کشاورزی هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیاء تنها عملیات کشاورزی مدرن در مقیاس بزرگ را هدف قرار نمی دهد بلکه می تواند به روندهای نوظهور در کشاورزی مانند کشاورزی ارگانیک، کشاورزی خانوادگی، از جمله پرورش دام های خاص و/یا پرورش نژادهای خاص، حفظ گونه های خاص یا با کیفیت بالاتر و افزایش شفافیت کشاورزی برای مصرف کنندگان، جامعه و آگاهی بازار کمک های شایان توجهی داشته باشد.

گلخانه های سنتی پارامترهای محیطی را از طریق مداخله دستی یا مکانیزم کنترل متناسب، کنترل می کنند که اغلب منجر به از کاهش تولید، اتلاف انرژی و افزایش هزینه نیروی کار می شود.

گلخانه های هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیاء می توانند به طور هوشمند آب و هوا را کنترل کنند و نیاز به مداخله دستی را از بین ببرند. سنسورهای مختلفی برای اندازه گیری پارامترهای محیطی با توجه به نیازهای خاص محصول به کار گرفته می شوند. این داده ها در یک پلت فرم مبتنی بر ابر برای پردازش و کنترل بیشتر با حداقل مداخله دستی ذخیره می شوند.

پهپادهای کشاورزی

کشاورزی مدرن یکی از شاخص های اصلی ترکیب پهپادهای زمینی و هوایی برای ارزیابی سلامت محصول، آبیاری، پایش محصولات، سمپاشی محصولات، کاشت، تجزیه و تحلیل خاک و مزرعه و سایر حوزه ها می باشد.

از آنجایی که پهپادها تصاویر چندطیفی، حرارتی و عینی را هنگام پرواز جمع‌آوری می‌کنند، داده‌های جمع آوری شده، اطلاعاتی را در مورد مجموعه‌ای از معیارها در اختیار کشاورزان، دامداران و آبزی پروران قرار می‌دهند:

شاخص‌های سلامت گیاه، شمارش و پیش‌بینی عملکرد گیاه، اندازه‌گیری ارتفاع گیاه، نقشه‌برداری پوشش تاج، نقشه برداری حوضچه آب مزرعه، گزارش های جستجو، اندازه گیری ذخایر، اندازه گیری کلروفیل، میزان نیتروژن در گندم، نقشه برداری زهکشی، نقشه برداری فشار علف های هرز و غیره.

بسیاری بر این باورند که اینترنت اشیاء می‌تواند در همه زمینه‌های کشاورزی، از کشت محصولات کشاورزی گرفته تا جنگل‌داری، کارآمد باشد. راه‌های مختلفی وجود دارد که اینترنت اشیاء به بهبود کشاورزی مدرن کمک می کند. دو روش اصلی اینترنت اشیاء برای تحول در کشاورزی مدرن، استفاده از کشاورزی دقیق و اتوماسیون کشاورزی است.

هسته اینترنت اشیاء داده‌هایی است که می‌توانید از محیط پیرامون استخراج کنید و از طریق اینترنت انتقال دهید. برای بهینه‌سازی فرآیند کشاورزی مدرن، دستگاه‌های اینترنت اشیاء نصب شده در مزرعه باید داده‌ها را در یک چرخه تکراری جمع‌آوری و پردازش کنند که کشاورزان، دامداران و آبزی پروران را قادر می‌سازد به سرعت به مسائل هرلحظه و تغییرات در شرایط محیط واکنش نشان دهند.

کشاورزی هوشمند از چرخه ای مانند این پیروی می کند:

. مشاهده: حسگرها داده‌های مشاهده‌ای را از محصولات، دام، آبزی، خاک یا هوا ثبت می‌کنند.

. تشخیص: مقادیر حسگر با قوانین و مدل‌های تصمیم‌گیری از پیش تعریف‌شده (که «منطق تجاری» نیز نامیده می‌شود) به یک اپلیکیشن اینترنت اشیاء میزبان ابری داده می‌شود که وضعیت مورد بررسی را مشخص می‌کند و هرگونه کمبود یا نیاز را شناسایی می‌کند.

. تصمیم گیری: پس از مشخص شدن مشکلات، کاربر و/یا اجزای مبتنی بر یادگیری ماشینی پلتفرم IoT، تعیین می‌کنند که چه عملیاتی برای برطرف کردن مشکل ایجاد شده نیاز است.

. اقدام : پس از ارزیابی و اقدام کاربر نهایی، چرخه از ابتدا تکرار می شود.

. جمع آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل داده های کشاورزی، دامداری و آبزی پروری از منابع متعدد مبتنی بر داده: این عملیات از پایش ماهواره ای و داده های آب و هوا، اطلاعاتی که کارکنان میدانی از کشاورزان، دامداران و آبزی پروران جمع آوری می کنند و داده های دستگاه های IoT دریافت می شود، استفاده می کند. این نقاط داده برای دسترسی آسان در هر زمان و از هر مکان در فضای ابری ذخیره می شوند. سپس نرم افزار مدیریت مزرعه این نقاط داده را تجزیه و تحلیل می کند و اطلاعات عملی جهت اتخاذ تصمیم مناسب به کشاورز،دامدار یا آبزی پرور ارائه میدهد.

. خودکارسازی فرآیندها برای کاهش تلاش انسان، کاهش هزینه ها، افزایش بهره وری: یکی از اهداف اولیه کشاورزی هوشمند دستیابی به حداکثر استفاده از نیروی انسانی است و این کار را با خودکارسازی وظایف تکراری انجام می دهد. پلتفرم های شرکت پرتوتاپ رایان به کاربران این امکان را می‌دهد تا توصیه‌های زراعی، برنامه‌های فعالیت و بسته اقدامات را برای هر گونه محصول پیکربندی کنند و اعلان‌هایی را برای عوامل مزرعه تنظیم کنند. همچنین برای حذف کاغذبازی و افزایش بهره‌وری، به‌طور خودکار از داده‌های جمع‌آوری شده توسط کارکنان فیلد، در اپلیکیشن موبایل نسخه پشتیبان تهیه می‌کند.

. نظارت بر عملیات از راه دور و اطمینان از بهره‌وری بالا: مزرعه هوشمند از داده‌های نظارت ماهواره‌ای دستگاه‌های IoT برای ردیابی عملکرد نمودار به طور مداوم استفاده می‌کند. همچنین هشدارهایی را به کارکنان میدانی ارسال می کند تا کشاورزان، دامداران و آبزی پروران را با هرگونه خطر احتمالی آفات، بیماری ها یا شرایط آب و هوایی نامطلوب راهنمایی کنند. بر این اساس، آنها می توانند در اولین فرصت به این مسائل رسیدگی کنند تا اطمینان حاصل شود که کمترین خسارات به مزرعه وارد شده است.

. با هوشمندی سطح پیکسل، کنترل بهتری بر تولید محصول و خطرات تولید کمتر داشته باشید: محصولات شرکت پرتوتاپ رایان از هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل تصاویر ماهواره ای برای انجام نقشه برداری نقشه مزرعه و نظارت 360 درجه استفاده می کند. کشاورزان، دامداران و آبزی پروران می‌توانند به تجزیه و تحلیل‌های زمان واقعی در مورد سلامت محصول یا دام خود در سطوح پلات و منطقه‌ای در طول چرخه محصول دسترسی داشته باشند. در عین حال، آنها می توانند هشدارهایی در مورد خطرات احتمالی دریافت کنند. چنین نظارت مستمر می تواند به کشاورزان، دامداران و آبزی پروران کمک کند تا مسائل نامطلوب را از قبل تعیین کنند، بنابراین تولید محصول را به طور موثرتری مدیریت کنند.

. بهینه سازی استفاده از منابع برای کاهش اتلاف، کاهش هزینه ها و کشاورزی پایدار: نظارت ماهواره ای همچنین می تواند به کشاورزان، دامداران و آبزی پروران کمک کند تا توصیه هایی در مورد استفاده صحیح از آب، مواد مغذی و محصولات حفاظتی محصول و دام دریافت کنند. این بخش می تواند به آنها کمک کند تا اتلاف منابع و هزینه های غیر ضروری را کاهش دهند و به طور کلی به مدیریت بهتر کمک کنند. علاوه بر این، شرکت های کشاورزی، دامداری و آبزی پروری می توانند پیش بینی آب و هوا را قبل از هر عملیات دریافت کنند تا زمان مناسب برای آن عملیات را تعیین کنند.