Μέχρι πρόσφατα, η χρήση των λέξεων Τεχνητή Νοημοσύνη και Γεωργία στην ίδια πρόταση μπορεί να φαινόταν περίεργος συνδυασμός. Εξάλλου, η γεωργία υπήρξε η ραχοκοκαλιά του ανθρώπινου πολιτισμού για χιλιετίες, παρέχοντας τροφή και συμβάλλοντας στην οικονομική ανάπτυξη, ενώ ακόμη και η πιο πρωτόγονη τεχνητή νοημοσύνη εμφανίστηκε πριν από μερικές δεκαετίες. Ωστόσο, καινοτόμες ιδέες εισάγονται σε κάθε κλάδο και η γεωργία δεν αποτελεί εξαίρεση. Τα τελευταία χρόνια, ο κόσμος έχει γνωρίσει ραγδαίες εξελίξεις στη γεωργική τεχνολογία, φέρνοντας επανάσταση στις γεωργικές πρακτικές. Αυτές οι καινοτομίες γίνονται ολοένα και πιο ουσιαστικές καθώς παγκόσμιες προκλήσεις όπως η κλιματική αλλαγή, η αύξηση του πληθυσμού μαζί με τη σπανιότητα των πόρων απειλούν τη βιωσιμότητα του συστήματος τροφίμων μας. Η εισαγωγή της τεχνητής νοημοσύνης επιλύει πολλές προκλήσεις και συμβάλλει στη μείωση πολλών μειονεκτημάτων της παραδοσιακής γεωργίας.
Οι οργανισμοί στον αγροτικό τομέα χρησιμοποιούν δεδομένα για να αποκτήσουν γνώσεις για κάθε λεπτομέρεια της γεωργικής διαδικασίας, από την κατανόηση κάθε στρέμματος ενός χωραφιού έως την παρακολούθηση ολόκληρης της αλυσίδας εφοδιασμού προϊόντων και έως την βαθιά κατανόηση της παραγωγικής διαδικασίας. Οι αγρότες μπορούν να συγκεντρώσουν και στη συνέχεια να επεξεργαστούν περισσότερα δεδομένα σε λιγότερο χρόνο με την τεχνητή νοημοσύνη. Επιπλέον, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να αναλύσει τη ζήτηση της αγοράς, να προβλέψει τις τιμές καθώς και να καθορίσει τους βέλτιστους χρόνους για σπορά και συγκομιδή.
Η τεχνητή νοημοσύνη στη γεωργία μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση της κατάστασης του εδάφους για τη συλλογή πληροφοριών, την παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών και τη σύσταση της εφαρμογής λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων. Το λογισμικό διαχείρισης αγροκτημάτων ενισχύει την παραγωγή μαζί με την κερδοφορία, επιτρέποντας στους αγρότες να λαμβάνουν καλύτερες αποφάσεις σε κάθε στάδιο της διαδικασίας καλλιέργειας των καλλιεργειών.
Η βελτίωση των αποδόσεων των αγροκτημάτων είναι σταθερός στόχος για τους αγρότες. Σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, η γεωργία ακριβείας μπορεί να βοηθήσει τους αγρότες να καλλιεργήσουν περισσότερες εκτάσεις με λιγότερους πόρους. Η τεχνητή νοημοσύνη στη γεωργία συνδυάζει τις βέλτιστες πρακτικές διαχείρισης του εδάφους και τις πιο αποτελεσματικές πρακτικές διαχείρισης δεδομένων για τη μεγιστοποίηση των αποδόσεων και την ελαχιστοποίηση των δαπανών.
Η εφαρμογή της τεχνητής νοημοσύνης στη γεωργία παρέχει στους αγρότες πληροφορίες για τις καλλιέργειες σε πραγματικό χρόνο, βοηθώντας τους να προσδιορίσουν ποιες περιοχές χρειάζονται άρδευση, λίπανση ή επεξεργασία φυτοφαρμάκων. Καινοτόμες γεωργικές πρακτικές, όπως η κάθετη γεωργία, μπορούν επίσης να αυξήσουν την παραγωγή τροφίμων ελαχιστοποιώντας τη χρήση των πόρων. Με αποτέλεσμα μειωμένη χρήση ζιζανιοκτόνων, καλύτερη ποιότητα συγκομιδής, υψηλότερα κέρδη παράλληλα με σημαντική εξοικονόμηση κόστους.
Οι αγροτικές εργασίες είναι σκληρές, επομένως οι ελλείψεις εργατικού δυναμικού δεν είναι κάτι καινούργιο. Ευτυχώς, η αυτοματοποίηση παρέχει μια λύση χωρίς την ανάγκη πρόσληψης περισσότερων ανθρώπων. Αυτοματοποιημένα αγροτικά μηχανήματα, όπως τρακτέρ χωρίς οδηγό, έξυπνη άρδευση, συστήματα λίπανσης, γεωργικά drones, έξυπνος ψεκασμός, λογισμικό κάθετης καλλιέργειας και ρομπότ θερμοκηπίου με βάση την τεχνητή νοημοσύνη για συγκομιδή, είναι μερικά μόνο παραδείγματα. Σε σύγκριση με οποιονδήποτε εργαζόμενο σε φάρμα, τα εργαλεία που βασίζονται σε τεχνητή νοημοσύνη είναι πολύ πιο αποτελεσματικά και ακριβή.
Η παραδοσιακή γεωργία περιλαμβάνει διάφορες χειρωνακτικές διαδικασίες. Η εφαρμογή μοντέλων Τ.Ν. μπορεί να έχει πολλά πλεονεκτήματα από αυτή την άποψη. Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να συλλέγει και να επεξεργάζεται μεγάλα δεδομένα, ενώ καθορίζει και ξεκινά την καλύτερη πορεία δράσης. Ακολουθούν ορισμένες συνήθεις περιπτώσεις χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης στη γεωργία:
Βελτιστοποίηση αυτοματοποιημένων συστημάτων άρδευσης
Οι αλγόριθμοι AI επιτρέπουν την αυτόνομη διαχείριση καλλιεργειών. Όταν συνδυάζονται με αισθητήρες IoT (Internet of Things) που παρακολουθούν τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους και τις καιρικές συνθήκες, οι αλγόριθμοι μπορούν να αποφασίσουν σε πραγματικό χρόνο πόσο νερό θα παρέχουν στις καλλιέργειες. Ένα αυτόνομο σύστημα άρδευσης καλλιεργειών έχει σχεδιαστεί για την εξοικονόμηση νερού ενώ παράλληλα προωθεί τη βιώσιμη γεωργία και τις γεωργικές πρακτικές. Η τεχνητή νοημοσύνη σε έξυπνα θερμοκήπια βελτιστοποιεί την ανάπτυξη των φυτών προσαρμόζοντας αυτόματα τη θερμοκρασία, την υγρασία και τα επίπεδα φωτός με βάση δεδομένα σε πραγματικό χρόνο.
Η τεχνητή νοημοσύνη παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανίχνευση διαρροών στα συστήματα άρδευσης. Αναλύοντας δεδομένα, οι αλγόριθμοι μπορούν να εντοπίσουν μοτίβα και ανωμαλίες που υποδεικνύουν πιθανές διαρροές. Τα μοντέλα μηχανικής μάθησης (ML) μπορούν να εκπαιδευτούν ώστε να αναγνωρίζουν συγκεκριμένες μορφές διαρροών, όπως αλλαγές στη ροή ή την πίεση του νερού. Η παρακολούθηση και η ανάλυση σε πραγματικό χρόνο επιτρέπουν την έγκαιρη ανίχνευση, αποτρέποντας τη σπατάλη νερού μαζί με πιθανές ζημιές στις καλλιέργειες.
Η τεχνητή νοημοσύνη ενσωματώνει επίσης καιρικά δεδομένα παράλληλα με τις απαιτήσεις σε νερό των καλλιεργειών για τον εντοπισμό περιοχών με υπερβολική χρήση νερού. Με την αυτοματοποίηση της ανίχνευσης διαρροών και την παροχή ειδοποιήσεων, η τεχνολογία AI βελτιώνει την αποδοτικότητα του νερού βοηθώντας τους αγρότες να εξοικονομούν πόρους.
Παρακολούθηση καλλιέργειας και εδάφους
Ο λάθος συνδυασμός θρεπτικών συστατικών στο έδαφος μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την υγεία και την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Ο εντοπισμός αυτών των θρεπτικών συστατικών και ο προσδιορισμός των επιπτώσεών τους στην απόδοση των καλλιεργειών με τεχνητή νοημοσύνη επιτρέπει στους αγρότες να κάνουν εύκολα τις απαραίτητες προσαρμογές.
Ενώ η ανθρώπινη παρατήρηση είναι περιορισμένη στην ακρίβειά της, τα μοντέλα υπολογιστικής όρασης μπορούν να παρακολουθούν τις συνθήκες του εδάφους για τη συλλογή ακριβών δεδομένων που είναι απαραίτητα για την καταπολέμηση ασθενειών των καλλιεργειών. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τον προσδιορισμό της υγείας των καλλιεργειών, την πρόβλεψη των αποδόσεων και την επισήμανση τυχόν συγκεκριμένων ζητημάτων. Στα φυτά ξεκινούν συστήματα τεχνητής νοημοσύνης μέσω αισθητήρων που ανιχνεύουν τις συνθήκες ανάπτυξής τους, ενεργοποιώντας αυτοματοποιημένες προσαρμογές στο περιβάλλον.
Εκτός από την ανίχνευση της ποιότητας του εδάφους και της ανάπτυξης των καλλιεργειών, η όραση υπολογιστή μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία παρασίτων ή ασθενειών. Αυτό λειτουργεί με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης σε έργα γεωργίας για τη σάρωση εικόνων για την εύρεση μούχλας, σήψης, εντόμων ή άλλων απειλών για την υγεία των καλλιεργειών. Σε συνδυασμό με συστήματα προειδοποίησης, αυτό βοηθά τους αγρότες να ενεργούν γρήγορα προκειμένου να εξοντώσουν τα παράσιτα ή να απομονώσουν τις καλλιέργειες για να αποτρέψουν την εξάπλωση ασθενειών.
Η τεχνολογία AI στη γεωργία έχει χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της μαύρης σήψης του μήλου με ακρίβεια άνω του 90%. Μπορεί επίσης να αναγνωρίσει έντομα όπως μύγες, μέλισσες, σκώρους κ.λπ., με τον ίδιο βαθμό ακρίβειας. Ωστόσο, οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να συλλέξουν εικόνες αυτών των εντόμων για να έχουν το απαραίτητο μέγεθος του συνόλου δεδομένων εκπαίδευσης για να εκπαιδεύσουν τον αλγόριθμο.
Μέχρι τώρα, οι αγρότες γνωρίζουν καλά ότι η εφαρμογή φυτοφαρμάκων είναι ώριμη για βελτιστοποίηση. Δυστυχώς, τόσο οι μη αυτόματες όσο και οι αυτοματοποιημένες διαδικασίες εφαρμογής έχουν αξιοσημείωτους περιορισμούς. Η χειροκίνητη εφαρμογή φυτοφαρμάκων προσφέρει αυξημένη ακρίβεια στη στόχευση συγκεκριμένων περιοχών, αν και μπορεί να είναι αργή και δύσκολη δουλειά. Ο αυτοματοποιημένος ψεκασμός φυτοφαρμάκων είναι ταχύτερος και λιγότερο εντατικός, αλλά συχνά στερείται ακρίβειας που οδηγεί σε μόλυνση του περιβάλλοντος.
Τα drones που λειτουργούν με τεχνητή νοημοσύνη παρέχουν τα καλύτερα πλεονεκτήματα κάθε προσέγγισης, αποφεύγοντας τα μειονεκτήματά τους. Τα drones χρησιμοποιούν όραση υπολογιστή για να καθορίσουν την ποσότητα φυτοφαρμάκου που θα ψεκαστεί σε κάθε περιοχή. Ενώ είναι ακόμη στα πρώτα στάδια εφαρμογής, αυτή η τεχνολογία γίνεται ταχύτατα πιο ακριβής.
Η τεχνητή νοημοσύνη σε συνδυασμό με αυτόνομα τρακτέρ και IoT βοηθά στην επίλυση του κοινού προβλήματος της έλλειψης εργατικού δυναμικού. Η ρομποτική είναι επίσης σημαντική — τα γεωργικά ρομπότ χρησιμοποιούνται ήδη για χειρωνακτικές εργασίες όπως η συλλογή προϊόντων. Τα ρομπότ είναι πιο πλεονεκτήματα για λόγους αγροτικής εργασίας λόγω της ικανότητάς τους να εργάζονται περισσότερες ώρες, της ενισχυμένης ακρίβειας εκτός από τη μειωμένη ευαισθησία σε σφάλματα.
Η επιτυχία της ανθρώπινης κοινωνίας εξαρτάται ουσιαστικά από τη βελτιστοποίηση των γεωργικών της συστημάτων. Οι παραδοσιακές μέθοδοι καλλιέργειας γίνονται απαρχαιωμένες, χρειάζονται προηγμένες τεχνολογικές λύσεις. Σε παγκόσμιο επίπεδο, ο αντίκτυπος της αυτοματοποίησης στις βιομηχανίες ήταν πάντα σημαντικός. Η ψηφιακή τεχνολογία παίζει πλέον τεράστιο ρόλο στον μετασχηματισμό της γεωργίας και ο αντίκτυπος της τεχνητής νοημοσύνης στη γεωργία αναμένεται να είναι τεράστιος.
Βιβλιογραφία
https://mondo.com/insights/agricultural-revolution-role-of-ai/
https://intellias.com/artificial-intelligence-in-agriculture/
https://www.n-ix.com/ai-in-agriculture/
