هوش مصنوعی و آینده کشاورزی در جهان

به‌طور طبیعی و بر اساس قوانین محیط‌زیست، رویش گیاهان نیازمند وجود خاک و خورشید بوده و عموم گیاهان مواد غذائی موردنیاز خود را از خاک تأمین کرده و با کمک نور خورشید به فتوسنتز می‌پردازند. این موضوع سبب شده است تا کشاورزی تنها در مناطق خاصی که دارای ویژگی‌های کافی و مناسب جهت رشد محصولات گیاهی است، امکان‌پذیر شود. این روش کشاورزی برای هزاران سال مورداستفاده قرار داشته و بشر به کمک روش‌های سنتی توانسته است غذای خود را تهیه کند اما در سال‌های اخیر، روش‌های مدرن و مزارع هوشمند پا به عرصه حیات گذاشته‌اند.

داخل یک انبار تجاری در منطقه سان کارلوس، کالیفرنیا، یک بازوی رباتیک، گیاهان پراکنده کوچک را از یک سینی بزرگ به دیگری به‌دقت پیوند می‌زند. در گوشه‌ای دیگر از این انبار، یک ربات بزرگ‌تر آماده می‌شود تا سینی‌های دیگر پر از کاهو و دیگر سبزی‌ها به کمک یک بازوی رباتیک جابه‌جا کند. در حال حاضر هیچ نیروی انسانی در این مزرعه وجود ندارد. این مزرعه رباتیک، دفتر مرکزی شرکت Iron Ox است که نام خود را به‌عنوان اولین مزرعه کاملاً مستقل در جهان ثبت کرده است.

براندون آلکساندر (Brandon Alexander) بنیان گزار و مدیرعامل شرکت Iron Ox در این رابطه می‌گوید: «ما کل فرآیند کاشت، داشت و برداشت محصولات را از ابتدا به‌صورت تمام رباتیک طراحی کردیم. ما تقریباً همه موارد را از ابتدا بررسی کردیم که چگونه می‌توان تمام مراحل کار را به ربات‌ها واگذار کرد.»

هدف از راه‌اندازی مزارع این‌چنینی، این است که تولید تازه و بدون استفاده از آفت‌کش در همه‌جا قابل‌دسترسی باشد. در حقیقت در این مزارع می‌توان در هر محلی انواع سبزی‌ها و صیفی‌جات را به‌طور محلی پرورش داده و دیگر نیازی به حمل آن‌ها از مسافت‌های دور نیست. از سوی دیگر در این مزارع هوشمند، از حداکثر میزان خودکار سازی برای تولید محصولات محلی مقرون‌به‌صرفه در صورت امکان استفاده می‌شود.

براندون آلکساندر در این رابطه می‌گوید: «ما می‌خواهیم اساساً بهترین کاهو را با کمترین قیمت تهیه کنیم. ما می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که محصولات خود را به مکان‌هایی برسانیم که به‌طورمعمول در آن مناطق دسترسی به این محصولات را ندارند. این روش می‌تواند به مناطق مختلف شهری و روستایی امکان دسترسی به انواع گیاهان و سبزی‌ها را می‌دهد.»

امروزه بحث کشاورزی مدرن و رباتیک در بسیاری از نقاط جهان مطرح‌شده و در این حوزه صحبت از کوچک کردن محیط زیر کشت و درعین‌حال افزایش میزان محصول از طریق ایجاد فضای کارآمد و کشت روی سینی یا کشت محصولات روی دیوارهای عمودی ۲۰ فوتی است که در آن از طرح‌های مختلف استفاده می‌شود. بنیان‌گذاران کشاورزی رباتیک متوجه شدند که می‌توانند هزینه‌های قابل‌توجهی را با افزایش میزان استفاده از انرژی خورشیدی به‌جای تکیه‌بر لامپ‌های LED کاهش دهند.

در این روش کشاورزی مدرن، یک سیستم رشد هیدروپونیک بدون خاک استفاده می‌شود که آب مصرفی جهت تهیه محصول را ۹۰٪ به نسبت کشاورزی سنتی کاهش می‌دهد. سیستم رباتیک استفاده‌شده در این سبک مدرن کشاورزی نیز موجب صرفه‌جویی در هزینه‌های نیروی کار می‌شود، زیرا ربات‌ها می‌توانند روند کاشت محصول، کود دهی و اضافه کردن مواد مغذی، پیوند گیاهان را در زمان رشد و جمع‌آوری و بسته‌بندی سبزی برای مصرف‌کنندگان را اداره کنند. این سیستم، به گلدان‌هایی که گیاهان را نگه می‌دارند، مجهز است که برای کار با ربات‌ها بهینه‌سازی شده‌اند.

ربات‌های متحرک در محیط این مزارع هوشمند با استفاده از حس‌گرهای ویژه‌ای حرکت کرده و با تکیه‌بر قابلیت‌های بازوهای رباتیک خود در فضای مزرعه حرکت کرده و بر اساس قابلیت‌های هوش مصنوعی، وظایف مختلفی از قبیل کاشت نهال، آب، تمیز کردن محصولات را بر عهده می‌گیرد.

این نمونه از مزارع هوشمند را نمی‌توان تنها مدل مشابه در جهان دانست و مزارع هوشمند رباتیک در سال‌های اخیر در گوشه و کنار جهان ایجادشده‌اند. دانشمندان مرکز مطالعاتی ایرو فارمز AeroFarms در نیوجرسی ایالات‌متحده آمریکا در حال اجرای پروژه‌ای هستند که در آن رشد گیاهان و محصولات کشاورزی بدون نیاز به خورشید و خاک امکان‌پذیر می‌شود. در این پروژه هدف اصلی پژوهشگران، ابداع روشی است تا به کمک آن بتوان بر بحران مواد غذائی جهان غلبه کرده و امکان ساخت مزارع در مناطق شهری و سایر نقاطی که به‌طور طبیعی امکان کشاورزی در آن وجود ندارد، میسر شود. بر اساس اطلاعات منتشرشده در این رابطه، پژوهشگران پروژه فوق‌الذکر موفق شده‌اند تا روشی ویژه جهت تولید محصولات کشاورزی ایجاد کنند که در آن نیازی به وجود نور خورشید و خاک نبوده و گیاهان فوق با مصرف ۹۵ درصد آب کمتر نسبت به محصولات مشابه، رشد می‌کنند.

رشد سریع جمعیت و افزایش تراکم انسانی سبب شده است تا تأمین نیازهای اولیه انسان دچار مشکل شده و از سوی دیگر روند مهاجرت و رشد شهرنشینی نیز سبب شده است تا روستاها و مراکز تولید محصولات کشاورزی کمتر مورد اقبال قرار گیرند. علاوه بر تمامی این موارد، مشکلات دیگری مانند محدود بودن منابع آب و زمین‌های کشاورزی نیز سبب شده است تا پژوهشگران در پی کشف راهکارهای جدیدی برای تولید مواد غذائی باشند. تاکنون در این رابطه تلاش‌ها و تحقیقات فراوانی صورت گرفته است که یکی دیگر از این مزارع هوشمند در کشور چین و در یک مرکز علمی به نام کارخانه علمی گیاهان سانان سینو (Sanan Sino-Science plant factory) قرار دارد.

این مرکز پژوهش‌های کشاورزی و کارخانه تولید محصولات کشاورزی در حومه شهر هوتو در استان فوجیان قرار دارد. موضوع بسیار مهم در این کارخانه، ابداع و استفاده از روش‌های نوین و جدیدی است که بر اساس آن محصولات گیاهی با کیفیت بسیار بالا و بدون نیاز به نور خورشید و خاک تولید می‌شوند. این کارخانه و مرکز علمی - پژوهشی موسسه گیاه‌شناسی چین و زیر نظر آکادمی علوم این کشور تأسیس‌شده است و در آن سیستم کنترل هوشمند و پیشرفته‌ای بر روند رشد گیاهان نظارت داشته و تقریباً بسیاری از بخش‌های آن دارای تجهیزات خودکار است.

در این کارخانه و با استفاده از فناوری‌های فوق‌الذکر، پژوهشگران موفق به تولید بیش از یک و نیم تن محصولات کشاورزی در روز شده‌اند که در فضائی محدود و با استفاده از فناوری‌های مدرن امکان‌پذیر شده است. این محصولات دارای تمامی استانداردهای بهداشتی و سلامت بوده و از سوی مراکز ذی‌صلاح اجازه فروش آن در بازارهای مصرفی صادرشده است.

در کارخانه علمی گیاهان سانان سینو به‌جای خاک، ریشه گیاهان در مایع ویژه‌ای قرار می‌گیرد که دارای تمامی مواد مغذی موردنیاز برای رشد گیاه بوده و از سوی دیگر با قرار دادن آن‌ها در طبقات متعدد؛ حداکثر بهره‌وری از فضا انجام‌شده و روند رشد گیاهان به‌طور دائم موردبررسی قرار می‌گیرد. چراغ‌های ال ای دی ویژه‌ای نیز به‌صورت شبانه‌روزی وظیفه تأمین نور موردنیاز این گیاهان برای رشد را بر عهده داشته و به‌این‌ترتیب سرعت رشد گیاهان این مرکز، بسیار بیشتر از موارد مشابه طبیعی است.