آیا هواپیماهای بدون سرنشین و هوش مصنوعی می توانند ما را از گرسنگی و قحطی نجات دهند؟

افزایش جمعیت و نیاز روزافزون انسان ها به غذا، هشدار جدی ای برای نزدیک شدن به دوران گرسنگی و قحطی است. دانشمندان و پژوهشگران با کمک اینترنت اشیا و هوش مصنوعی در تلاش اند به راه کارهایی جهت رفع این بحران دست یابند. می توان گفت کشاورزی خودکار یا کشاورزی هوشمند از جمله مواردیست که در این زمینه بسیار باید به آن توجه نمود. ما در مقالات قبلی وب سایت بهیدو در مورد کشاورزی هوشمند اطلاعاتی را در اختیار شما عزیزان قرار دادیم. در این مقاله قصد داریم در مورد نقش هواپیماهای بدون سرنشین در صنعت کشاورزی صحبت کنیم. با ما همراه باشید…

آیا هواپیماهای بدون سرنشین و هوش مصنوعی می توانند ما را از گرسنگی و قحطی نجات دهند؟

توماس مالتوس یکی از اقتصاددان های مشهور در سال ۱۷۹۸ در Essay on the Principle of Population نگاهی به تاریخچه بشر داشت. او به این نتیجه رسید جمعیت انسانی تا زمانی که غذای فراوانی در اختیار دارد به کار خود ادامه می دهد، اما زمانی که منابع خود را از دست می دهد شروع به نگرانی می کند. او در این باره چنین می گوید: “به نظر می رسد قحطی و کمبود مواد غذایی یکی از مهم ترین اتفاقات وحشتناکی است که طبیعت برای افراد دارد”. قدرت جمعیت بسیار بیشتر از قدرت زمان برای تولید مواد غذایی است زیرا او باید خود را از مرگ زودرس در امان نگه دارد.

هنوز خیلی مانده تا پیشگویی شاعرانه مالتوس به وقوع بپیوندد! در عوض، تکامل در صنعت و کشاورزی ، تغییرات زیادی در تولید و تجارت مواد غذایی ایجاد کرده است. در چنین شرایطی این افراد خوش بین بودند که برنده شدند. اگر چه اقتصاددان های مدرن و افرادی که در دنیای فناوری فعالیت می کنند مالتوس را به سخره می گیرند اما ادعاهای او ممکن است با گذشت زمان به واقعیت تبدیل شوند. شاید فناوری های جدیدی که جمعیت را  قادر می سازد رشد کنند و برای خود منابع غذایی تولید نمایند جلوی بروز حوادث وحشتناکی همچون قحطی را نگیرد، اما آیا می تواند چنین شرایطی را به تاخیر بیندازد؟

انسان ها می توانند رشد و توسعه پیدا کنند و این فراتر از تصورات مالتوس است. آن روزها جمعیت جهان حدود ۸۹۰ الی ۹۸۰ میلیون بود اما امروزه جمعیت جهان از ۷٫۴ میلیارد نفر نیز تجاوز کرده است. اما سوال اینجاست که آیا چنین روندی باز هم ادامه خواهد داشت؟ جهان ممکن است با انقلاب دیگری در کشاورزی مواجه شود تا بتواند خود را زنده نگه دارد. سایت UN پیش بینی می کند جمعیت جهان تا سال ۲۰۳۰، به حدود ۸٫۵ میلیارد نفر برسد و تا سال ۲۰۵۰ از ۹٫۷ میلیارد نفر نیز تجاوز کند. بیشتر جمعیت جهان در چین و هند قرار دارند و هر کدام از این کشورها در حال حاضر بیش از یک میلیارد نفر جمعیت دارند و جمعیت هند تا سال ۲۰۲۲ از جمعیت چین پیشی خواهد گرفت. تکنیک ها و فناوری های جدید کشاورزی باعث از بین رفتن خشکسالی ها و قحطی های شدیدی شده اند، که توسط مالتوس پیش بینی شده بود. هر چند زمانی که انسان مجبور بود دانه ها را با دست بکارد می توانست آن ها را به شکل یکنواخت تری رشد و پرورش دهد.

با کمک تراکتورهای قدرت گرفته از نیروی بخار، کشاورزان توانستند قسمت های وسیع تری از زمین را شخم بزنند. استفاده از این دستگاه ها مدت زمان شخم زدن و کاشت دانه ها به کمک دست را کاهش داد. با افزایش جمعیت جهان و با رشد اقتصاد و صنعت، احتمال تولید مواد غذایی نیز افزایش پیدا می کند  اما ممکن است مردم جهان برای زنده ماندن به انقلاب کشاورزی دیگری نیاز داشته باشند. پاسخ یکی از مشکلاتی که در این زمینه وجود دارد ممکن است به اتوماسیون وابسته باشد. با اینکه کشاورزی به طور گسترده ای از اواخر سال ۲۰۰۰ خودکارسازی شده است، این فرایند در حال تسریع است. فناوری ها و تکنیک های جدید به کشاورزان اجازه می دهد کارایی و بهره وری تولید مواد غذایی و حیوانات خانگی را بهبود ببخشند و بتوانند تهدیداتی همچون بیماری ها و خشکسالی ها را خنثی نمایند.

 هواپیماهای بدون سرنشین می توانند به عنوان کشاورز در آینده مورد استفاده قرار گیرند:

دکتر لاوخوت پروفسور دانشگاه واشینگنتون در این باره چنین می گوید: دوراهی در این مورد وجود دارد. بیشتر طرفداران کاربرد تجاری هواپیماهای بدون سرنشین ترجیح می دهند از واژه ای همچون سیستم های هوایی بدون دخالت انسانی استفاده کنند که عبارت طولانی است. برای بیشتر افراد، واژه هواپیماهای بدون سرنشین مواردی همچون سخت افزارهای نظامی، دستگاه های پروازکننده ای که از بالا بر روی یک موقعیت بمب می افکنند را تداعی می کند. محققانی همچون دکتر لاوخوت روش های زیادی را با هواپیماهای بدون سرنشین مورد بررسی قرار داده اند که می توان از این روش ها در کشاورزی نیز استفاده کرد.

اثرات کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین در کشاورزی

برای کشاورزان، یکی از هیجان انگیز ترین کاربردهای هواپیماهای بدون سرنشین تصویربرداری از محصولات است. استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین با سنسورهای چندوجهی، کشاورزان را قادر می سازد زمین خود را مورد بررسی قرار دهند و از آن تصویربرداری کنند و ببینند برای رشد دانه ها به چه مقدار آب نیاز دارند و چگونه می توانند حاصلخیزی زمین های خود را توسعه دهند. در گذشته، کشاورزان مجبور بودند روی تصاویر ماهواره ای تکیه کنند تا چنین نقشه های دقیقی از زمین خود دریافت نمایند، که این فرایند اغلب طولانی بود. پروفسور لاوخوت در این باره چنین می گوید: تصویربرداری ماهواره ای اغلب شامل فاصله زمانی ۱۴ روزه است و ممکن است به دلیل پوشش ابری یا سایر عوامل  مشکلاتی ایجاد شود. با هواپیماهای بدون سرنشین شما می توانید اینکار را هر وقت که خواستید انجام دهید. این چرخش سریع زمانی که گیاهان با یک بیماری یا آفت دست و پنجه نرم می کنند ممکن است خوب نباشد. این گزینه می تواند باعث نابودی کشتزارها شود یا آن ها را از نابودی نجات دهد.

سالمون سیدیکوی، یکی از محققان موسسه بین المللی مدیریت آب بیان می کند استفاده از تصاویر گرفته شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین می تواند بیماری ها  و سایر مشکلاتی که در گیاهان وجود دارد را شناسایی کند. او در این باره می گوید: فعالیت های فوتوسنتزی کاهش پیدا می کند و همین امر بر روی کلروفیل اثر می گذارد. تصویربرداری چندوجهی می تواند چنین تغییراتی را در مراحل اولیه و قبل از اینکه مشکل به یک فاجعه تبدیل شود شناسایی نماید و انسان ها را از آن آگاه سازد. این موضوع بدین خاطر است که کلروفیل( مولکولی که باعث می شود برگ سبزیجات به رنگ سبز درآیند) نور مرئی را به خود جذب می کند و قسمت اعظمی از نور ماورابنفش را منعکس می کند. زمانی که گیاه مشکلی دارد، نور مرئی بیشتری منعکس می شود و نور ماورابنفش کمتری منعکس می گردد. تصویربرداری ماورابنفش می تواند به کشاورزان بگوید گیاه امواج غیر طبیعی از نور را منعکس می کند یا خیر. چنین تصویربرداری هایی را می توان برای حل مشکلات مورد استفاده قرار داد.

 

 کشاورزی و اتوماسیون:

یکی از پروژه های اصلی لاخوت بر روی آبیاری تمرکز دارد. او در این پروژه ها بر روی تکنیک های مختلف آبیاری و مقادیر آب مصرفی تمرکز دارد و از هواپیماهای بدون سرنشین برای پیگیری سلامت گیاهان استفاده می کند. به عنوان مثال آبیاری زیرزمینی را مدنظر قرار دهید. این گزینه فرایندی است که در ان لوله هایی که آب را بر روی گیاهان می ریزند زیر سطح خاک قرار می  گیرد و اب را به طور مستقیم به ریشه دانه ها می رساند. خوت و تیمش موقعیت لوله ها را تنظیم می کنند و آن ها را در موقعیت های ۱۵ الی ۳۰ سانتی متری زیر سطح خاک مورد بررسی قرار می دهند. آن ها تلاش می کنند مقدار آبی که هر بخش از تحقیق نیاز دارد را تنظیم کنند و از تصویربرداری هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری از دانه ها استفاده کنند. او در این باره چنین می گوید: سعی کردیم در این تحقیقات موارد مختلفی را مورد بررسی قرار دهیم و ببینیم گیاهان در این شرایط به خوبی رشد می کنند یا خیر.

خوت بر روی آبیاری بالای سطح نیز کار کرده و آبپاش هایی را بر اساس ارتفاع اندک مورد بررسی قرار داده است. نزدیک کردن آبپاش ها به گیاهان باید بتواند فرایند تبخیری که به هنگام حرکت آب در هوا ایجاد می شود را کاهش دهد.

 پیچک های رباتیک هر بخش از کشاورزی را احاطه کرده اند

تحقیقات خوت می تواند اهمیت زیادی برای کشاورزی داشته باشد زیرا تغییرات آب و هوایی زیادی بر روی زمین ایجاد شده است. او در این باره می گوید: در سال ۲۰۱۵ در واشینگتن، برای چندین سال بالاترین دمای موجود را ثبت کردیم.

برای اینکه بتوانیم خود را برای سال های گرم تر آماده کنیم و خوت و محققان همراه او، انواع مختلفی از حبوبات را مورد بررسی قرار دادند تا ببینند در برابر مقدار آبی که به آن ها داده می شود چه واکنشی از خود نشان می دهند. اینکار می تواند شرایط بهتر برای کشت این مواد را در آینده نشان دهد. همه کاربردهای هواپیماهای بدون سرنشین به تصویربرداری محدود نمی شود. یکی از پروژه های خوت در برگیرنده کاربردهای دیگری است. آن ها تلاش داشتند مدل بزرگ تری از UAS را مورد بررسی قرار دهند که یک هلیکوپتر بدون سرنشین بود.

خوت و تیمش به یک راه حل صریح برای مشکلاتی که وجود داشت دست یافتند. توت ها یکی از اصلی ترین دانه هایی هستند که در واشینگتون کشت می شوند و آن ها با افت های زیادی روبرو هستند. خوت در این باره چنین توضیح می دهد: زمانی که میوه توت ها رسیده است، شکر و قند بالایی دارد و پوست آن بسیار نازک است. زمانی که آب باران بر روی توت ها می افتد ممکن است بر روی سایبان ها نیز قرار گیرد و توت هایی که پوست ضخیمی دارند آن را جذب کنند. زمانی که توت ها مرطوب می شوند شروع به جدا شدن می کنند. کشاورزان سعی می کنند آسیب ناشی از آب باران را با کشت سریع این میوه ها یا  تکان دادن شاخه ها کاهش دهند. خوت تلاش کرد یک RMAX را در ارتفاع ۳۵ الی ۵۰ پایی به پرواز درآورد تا بتواند آب را از سایبان ها دور کند. این روش بسیار موثرتر از تکان دادن دستی شاخه ها بود و قیمت کمتری برای کشاورزان داشت. با این وجود همه باغ ها در واشینگتون مسطح نیستند و  ممکن است هر ساله با سوانحی در این زمینه روبرو شویم.