استفاده از حسگرها در کشاورزی
در شیوهی سنتی، جهت تحلیل وضعیت خاک از تکنیکهای سنتی نمونهبرداری استفاده میشود. در این تکنیکها، بهازای هر چند هزار متر مربع، نمونهای از خاک تهیه شده و جهت بررسیِ مواد موجود در آن به آزمایشگاه ارسال میشود. اما حسگرهای مدرن کار را برای کشاورزان ساده کردهاند و دقت نمونهبرداری را از چندین هزار متر مربع به چند سانتیمتر مربع افزایش دادهاند. حسگرهای کشاورزی یا درون خاک نصب میشوند یا روی وسائلی همچون ماشینآلات کشاورزی، پهپادها و ماهوارهها قرار میگیرند.
یکی از رایجترین حسگرها، حسگرهای چندطیفی (Multispectral) هستند که میتوانند با توجه به طیف نوری بازتاب داده شده توسط گیاهان، وضعیت رشد آنها را تعیین کنند. همانگونه که گفته شد، این حسگرها روی ابزارهایی نظیر پهپادها یا ماهوارهها نصب میشوند تا میزان رشد تکتک گیاهان تشخیص داده شود. شرکت آمریکایی Planet Labs از اطلاعات ماهوارهای جمعآوری شده استفاده میکند تا مزارع را بهصورت منظم و در بازههای زمانی مشخص مورد بررسی قرار دهد. با وجود این که ماهوارهها بهطور منظم اطلاعات را جمعآوری میکنند؛ اما این پهپادها هستند که میتوانند از فاصلهای نزدیکتر مزارع را بررسی کنند و اطلاعات دقیقتری را در اختیار کشاورزان قرار دهند.
در یک نوآوری دیگر، شرکت Mavrx، قراردادی را با شرکتهای مالک هواپیماهای سبک غیرنظامی به امضا رسانده و حسگرهای خود را روی این هواپیماهای کوچک نصب کرده است. این شرکت، دادههای جمعآوری شده از حسگرهای هوایی را با دادههای ماهوارهای جمعآوری میکند. این کار به Mavrx اجازه میدهد مساحتهای گستردهای را با دقت ۲۰ سانتیمتر مربع تحت بررسی قرار دهد. دادههای جمعآوری شده، علاوه بر وضعیت رشد گیاهان، مواردی مانند تراکم گیاهان ناخواسته و میزان خشکی زمین را شامل میشوند.
تصاویر تهیه شده با حسگرهای ماهوارهای توسط شرکت Mavrx
ماشینآلات کشاورزی هوشمند، از این دادههای جمعآوری شده استفاده میکنند تا فرایندهایی مانند برداشت محصول، سمپاشی و چیدن گیاهان ناخواسته را با دقت فوقالعادهای انجام دهند. برای مثال، با کمک نقشههای تهیه شده از میزان رشد گیاهان در بخشهای مختلف زمین، یک تراکتور هوشمند میتواند تنها گیاهان آمادهی مصرف را برداشت کند و گیاهان نارس تا زمان آماده شدن برداشت نخواهند شد. تراکتورهایی که به حسگرهای اختصاصی مجهز هستند، حتی دقت بیشتری دارند؛ کشاورزان هلندی با کمک این حسگرها محصولاتی مانند سیبزمینی را بهصورت تکتک مورد بررسی قرار میدهند و در هر مرحله تنها آنهایی که مناسب برداشت هستند را از دل زمین خارج میکنند.
کشاورزان وظائفی مانند برداشت محصول را از دفتر کار خود به انجام میرسانند
شرکت اسپانیایی AGROBOT ماشین برداشت هوشمندی موسوم به SW6010 تولید کرده که با کمک دوربین توتفرنگیها را کنترل میکند و تنها آنهایی که آمادهی استفاده هستند را میچیند. چنین رباتهایی نهتنها دقت در برداشت محصول را افزایش میدهند؛ بلکه این کار را با سرعت بیشتری نیز انجام میدهند. هماکنون نیز دانشمندان هلندی در حال کار روی ماشینهایی هستند که میتوانند چیدن محصولات کشاورزی بزرگتر را با دقت بالاتری به انجام برسانند. طرح مفهومی تراکتور NHDrive محصول شرکت New Holland نیز یکی از طرحهای آیندهنگرانه برای تراکتورهای هوشمند است. با کمک این تراکتورها، کشاورزان وظائفی مانند برداشت محصول یا کشت بذر را از دفتر کار خود و با کمترین زحمت به انجام میرسانند.
نرمافزار کنترل تراکتور هوشمند NHDrive
آبیاری هوشمند نیز یکی دیگر از مزایای استفاده از حسگرها است. در حال حاضر، عمل آبیاری با روشهای مختلف نظیر قطرهای، بارانی و… و بر اساس برنامهی زمانبندی مشخص انجام میشود. اما با کمک حسگرها، میتوان برنامهریزی آبیاری را بهصورت هوشمند درآورد. شرکت CropX با استفاده از حسگرهای خاک، میزان دما و رطوبت خاک را مورد سنجش قرار میدهد تا مشخص کند که چه بخشهایی از خاک به آبیاری بیشتری نیاز دارند و کدام بخشها به آبیاری کمتری نیاز دارند. همچنین، با کنترل مداوم دادههای دریافتی از حسگرها، تنها در زمان نیاز و به میزان لازم عمل آبیاری انجام میشود.
استفاده از سیستمهای آبیاری هوشمند، میزان مصرف آب را تا ۳۰ درصد کاهش میدهد
شرکت آمریکایی CropX نقشههای تهیه شده شده توسط حسگرهای خاک را با سیستمهای آبیاری قطرهای که در دل خاک قرار دارند ترکیب کرده تا ضمن جلوگیری از بخار شدن بیرویهی آب، بهرهوری آبیاری را هم به حداکثر برساند. لازم به ذکر است که حسگرهای استفاده شده توسط CropX میتوانند سطح رطوبت و دما را در عمقهای مختلف مورد بررسی قرار دهند. استفاده از سیستمهای آبیاری هوشمند، میزان مصرف آب را در برخی مزارع تا ۳۰ درصد کاهش میدهد.
نمونهای از نقشهی آبرسانی و مقایسهی آن با نتیجهی برداشت محصول
استفاده از حسگرها در کشاورزی
منبع: زومیت