تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة الذكية

أحدثت التكنولوجيا تحولًا كبيرًا في المجال الزراعي، حيث أصبحت تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة الذكية وسيلة فعالة لتحسين الإنتاج وإدارة الموارد بدقة عالية، مراقبة المحاصيل، والتنبؤ بالمشكلات الزراعية قبل حدوثها، مما يساهم في تحقيق زراعة مستدامة وأكثر كفاءة.

كيف يحسن الذكاء الاصطناعي من إنتاج المحاصيل الزراعية

استخدامات الروبوت في الزراعة؟

تحدث تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة ثورة حقيقية، حيث يحوله من الاعتماد على الخبرة التقليدية والتقدير البشري إلى الزراعة الدقيقة المعتمدة على البيانات. فيما يلي أبرز الطرق التي يساهم بها الذكاء الاصطناعي في تحسين إنتاج المحاصيل:

الزراعة الدقيقة

بدلًا من معاملة الحقل بالكامل بنفس الطريقة، يسمح الذكاء الاصطناعي للمزارعين بمعالجة كل متر مربع بناءً على احتياجاته الخاصة. حيث تستخدم أجهزة الاستشعار الذكية لتحليل مستويات الرطوبة، الملوحة، والمغذيات. كما يتم توجيه الري والأسمدة فقط للأماكن التي تحتاجها، مما يقلل الهدر ويزيد من كفاءة النمو.

الكشف المبكر عن الآفات والأمراض

تعد الأمراض الفطرية والحشرات من أكبر مهددات المحاصيل. لذلك، عبر تحليل الصور الملتقطة بواسطة الدرونات أو الهواتف الذكية، يمكن للذكاء الاصطناعي التعرف على علامات المرض قبل أن تنتشر. وبدلاً من رش الحقل كاملاً بالمبيدات، تقوم الروبوتات برش المناطق المصابة فقط، مما يحمي البيئة ويقلل التكاليف.

التنبؤ بالمناخ والطقس

يوفر الذكاء الاصطناعي نماذج تنبؤية دقيقة للغاية تساعد المزارعين على اتخاذ قرارات مصيرية، عن طريق اختيار التوقيت المثالي للبذر بناءً على أنماط الطقس المتوقعة. والاستعداد لموجات الجفاف أو الفيضانات قبل وقوعها لتقليل الخسائر.

الروبوتات والأتمتة

تساعد الروبوتات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي في سد نقص العمالة وتحسين الدقة، حيث تستطيع الروبوتات تمييز الثمار الناضجة وقطفها بلطف دون إتلافها. بالإضافة إلى ذلك، توجد روبوتات تتعرف على الأعشاب الضارة وتقتلعها ميكانيكيًا أو بالليزر دون الحاجة لمبيدات كيميائية.

تطوير سلالات محسنة

يسرع الذكاء الاصطناعي من عمليات التحسين الوراثي للمحاصيل، من خلال تحليل البيانات الجينية للتنبؤ بأي السمات مثل مقاومة الجفاف أو سرعة النمو ستكون أكثر نجاحاً، مما يختصر سنوات من التجارب التقليدية.

تعرف أيضًا على: الذكاء الاصطناعي في تحليل البيانات الضخمة: كيف يحسن الأعمال؟

استخدام الطائرات بدون طيار في الزراعة الذكية

ما هي أهم تطبيقات الذكاء الاصطناعي؟

من بين أهم تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة هي الدرونز التي تقوم الطائرات بدون طيار بدور العين السماوية في الزراعة الذكية، حيث توفر للمزارعين رؤية شاملة وبيانات دقيقة كان من المستحيل الحصول عليها سابقاً. فيما يلي أهم استخدامات الدرونز في تحويل الزراعة إلى نظام ذكي:

مسح وخرائط الأراضي

تستخدم الدرونز تقنيات التصوير الجوي لإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد للحقول.

• تحليل التضاريس: تساعد في معرفة انحدار الأرض وتدفق المياه.
• تخطيط الزراعة: تساعد المزارعين في تحديد أفضل الأماكن لغرس البذور وتوزيع المحاصيل بناءً على طبيعة التربة.

مراقبة صحة المحاصيل

هذا هو الاستخدام الأكثر ثورية، حيث تزود الدرونز بكاميرات متعددة الأطياف، ومن خلال مؤشر الغطاء النباتي يمكن للدرون رؤية ما لا تراه العين البشرية، حيث تقيس كمية الضوء المنعكس من الأوراق لتعرف ما إذا كان النبات يمر بحالة إجهاد، أو نقص في التغذية، أو بداية إصابة بمرض قبل أن تظهر الأعراض بوضوح.

الرش الدقيق

بدلاً من استخدام الطائرات الكبيرة أو الرش اليدوي العشوائي، تقوم الدرونز برش المبيدات أو الأسمدة السائلة فقط على المناطق المصابة أو التي تحتاج لدعم، مما يقلل استخدام المواد الكيميائية بنسبة تصل إلى 30-40%.كما يمكنها العمل في الأراضي المنحدرة أو الموحلة التي يصعب على الجرارات دخولها.

بذر البذور

تستخدم أنظمة درون متطورة لإطلاق كبسولات بذور تحتوي على المغذيات مباشرة في التربة. كما تستخدم هذه التقنية بشكل كبير في إعادة تشجير الغابات أو زراعة مساحات واسعة بسرعة فائقة وتكلفة منخفضة مقارنة بالطرق التقليدية.

إدارة الري

يمكن للدرونز المجهزة بكاميرات حرارية تحديد أجزاء الحقل التي تعاني من الجفاف بسبب ارتفاع حرارتها أو الأجزاء التي بها تسريب مياه، مما يساعد في توجيه مياه الري بكفاءة عالية.

إحصاء النباتات وتقدير الإنتاج

بفضل الذكاء الاصطناعي، يمكن للدرون المرور فوق الحقل وعدّ عدد الأشجار أو النباتات بدقة، وتقدير حجم المحصول المتوقع قبل الحصاد، مما يساعد في التخطيط اللوجستي والتسويقي.[1]

تعرف أيضًا على: الحوسبة السحابية الهجينة: مزيج الأمان والمرونة

المراقبة الذكية للأراضي والمحاصيل باستخدام البيانات الضخمة

ما هي تطبيقات الذكاء الاصطناعي في البيئة؟ مصادر البيانات الضخمة في الحقل لا تأتي البيانات من مصدر واحد، بل من شبكة متكاملة تشمل: أجهزة استشعار إنترنت الأشياء: من تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة التي تقيس رطوبة التربة، ملوحتها، ودرجة حرارتها على مدار الساعة.

• صور الأقمار الصناعية: توفر رؤية تاريخية وحالية لمساحات شاسعة تتبع نمو الغطاء النباتي عبر السنين.
• محطات الأرصاد الجوية: بيانات دقيقة عن سرعة الرياح، الضغط، والرطوبة الجوية.
• المعدات المتصلة (الجرارات الذكية): تسجل بيانات استهلاك الوقود، كمية البذور التي زرعت، وعمق الحرث.

التحليل التنبؤي

بدلاً من رد الفعل بعد وقوع المشكلة، تتيح البيانات الضخمة التنبؤ بها، عبر دمج بيانات الطقس مع معدلات النمو الحالية، يمكن للأنظمة التنبؤ بكمية الإنتاج بدقة تصل إلى 90% قبل الحصاد بشهور. ومن خلال تحليل بيانات الحرارة والرطوبة التاريخية، يتوقع النظام متى ستكون الظروف مثالية لظهور حشرة معينة، ويحذر المزارع لاتخاذ إجراء وقائي.

الإدارة المخصصة لكل متر مربع

تسمح البيانات الضخمة بتقسيم الحقل إلى مناطق دقيقة، حيث يتم إنشاء خرائط وصفية تخبر الآلات الزراعية التي تعمل بنظام GPS بأن تضع كمية سماد أكبر في المنطقة (أ) لأن بيانات التربة أظهرت نقصاً، وكمية أقل في المنطقة (ب) لأنها غنية بالفعل.

تحسين سلاسل التوريد وتقليل الهدر

مراقبة البيانات من الحقل وحتى الشحن تضمن أن المحاصيل التي نضجت في وقت واحد يتم توزيعها بكفاءة، مما يقلل الفاقد الغذائي.

تعرف أيضًا على: التعلم الإلكتروني وأدوات التعليم عن بعد في العصر الرقمي

فوائد الزراعة الذكية في تقليل الهدر والمياه

من تطبيقات تطور التكنولوجيا في الزراعة؟

تعتبر الزراعة المستهلك الأكبر للمياه العذبة في العالم حيث تستحوذ على حوالي 70% من الاستهلاك العالمي، وهنا يأتي دور تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة لتقديم حلول جذرية توازن بين زيادة الإنتاج والحفاظ على الموارد الشحيحة. فيما يلي كيف تساهم هذه التقنيات في تقليل الهدر:

الري الدقيق

في الزراعة التقليدية، يتم ري الحقل بالكامل بغض النظر عن حاجة النبات. أما في الزراعة الذكية فالمستشعرات الأرضية تقيس مستوى الرطوبة في التربة عند منطقة الجذور بدقة. إذا كانت التربة مشبعة، يتوقف نظام الري تلقائياً. ونظام التنقيط الذكي يتم توجيه المياه مباشرة إلى قاعدة كل نبتة بكميات محسوبة بالمليمتر، مما يمنع هدر المياه في المناطق الفراغية بين المحاصيل.

الربط مع بيانات الطقس

تتصل أنظمة الري الذكية بشبكة الإنترنت لمتابعة تنبؤات الأرصاد الجوية، فإذا كان من المتوقع هطول أمطار خلال الساعات القادمة، يقوم النظام بإلغاء دورة الري المجدولة لتجنب الإسراف ومنع تعفن الجذور. وفي الأيام شديدة الحرارة والجفاف، يزيد النظام كمية المياه قليلاً لتعويض التبخر، ويقللها في الأيام الغائمة.

الكشف المبكر عن التسريبات

في المزارع الكبيرة، قد يستمر تسريب المياه من الأنابيب لأيام قبل أن يكتشفه البشر، لكن أجهزة قياس التدفق تكتشف أي انخفاض غير طبيعي في ضغط المياه أو زيادة مفاجئة في التدفق. وترسل تنبيهاً فورياً لهاتف المزارع لتحديد مكان الكسر وإصلاحه.

تقليل هدر المستلزمات الزراعية (الأسمدة والمبيدات)

الهدر لا يقتصر على المياه فقط، بل يشمل المواد الكيميائية التي تلوث التربة. إذا زادت عن حدها، حيث باستخدام خرائط الدرونز، يتم رش السماد فقط في الأماكن التي تعاني من نقص المغذيات. مما يقلل استهلاك الأسمدة بنسبة تصل إلى 40%. بالإضافة لذلك، تضمن الأنظمة الذكية عدم تكرار رش نفس المنطقة مرتين، مما يوفر في المواد ويحمي المحصول من السمية.[2]

تعرف أيضًا على: أهمية الأمن السيبراني في العصر الرقمي: كيف تحمي بياناتك الشخصية؟

في الختام، بفضل التطور المستمر في منظومة الزراعة الحديثة. تثبت تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة الذكية أنها خطوة مهمة نحو زراعة أكثر كفاءة واستدامة لخدمة الإنسان والبيئة.

الأسئلة الشائعة

س: ما المقصود بالزراعة الذكية باستخدام الذكاء الاصطناعي؟

ج: هي استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات الزراعية وتحسين إدارة المحاصيل، الموارد المائية، والتنبؤ بالمخاطر لزيادة الإنتاجية والكفاءة.

س: كيف يساعد الذكاء الاصطناعي المزارعين؟

ج: يساعد في اتخاذ قرارات أدق حول الري، التسميد، مكافحة الآفات، وتحديد وقت الحصاد المناسب، ما يوفر الوقت والجهد والتكاليف.

س: هل يقلل الذكاء الاصطناعي من استخدام المياه والأسمدة؟

ج: نعم، من خلال أنظمة الري الذكي وتحليل احتياجات التربة، مما يساهم في ترشيد الموارد وتقليل الهدر.

س: هل يمكن للذكاء الاصطناعي اكتشاف أمراض النباتات مبكرًا؟

ج: نعم، عبر تحليل الصور والبيانات يمكنه التنبؤ بالمشكلات الصحية للمحاصيل قبل تفاقمها.

س: هل الذكاء الاصطناعي بديل عن المزارع؟

ج: لا، بل هو أداة مساعدة تعزز خبرة المزارع وتجعله يعمل بدقة وأداء أفضل.

س: هل تطبيقات الذكاء الاصطناعي مكلفة؟

ج: قد تكون مكلفة في البداية، لكنها توفر الكثير من التكاليف على المدى الطويل عبر رفع الإنتاج وتقليل الهدر.

• Toll unscrewed systems _بتصرف How Drones Are Used in Agriculture
• Agromini Benefits of Smart Agriculture _بتصرف

مشاركة المقال