مشروع الزراعة الذكية Farmbeats: حلول الزراعة أصبحت رقمية

كيف تزرع بذكاء؟ وهل يمكن للتكنولوجيا أن تحسن من الزراعة وتزيد من انتاج المحاصيل ؟ في ظل انخفاض عدد الأراضي الصالحة للزراعة وزيادة الحاجة لإنتاج الغذاء بسبب التزايد السكاني، لابد من تدخل التكنولوجيا والذكاء الاصطناعي لحل هذه المشكلة فقد لجأت شركة مايكروسوفت لتكنولوجيا جديدة تحت مسمى الزراعة الذكية FarmBeats، تعرف على ماهيته في هذا المقال.

ما هو مشروع الزراعة الذكية Farmbeats ؟

مشروع الزراعة الذكية Farmbeats هو مشروع تعاوني بين مايكروسوفت و USDA أو وزارة الزراعة الأمريكية، يقوم مشروع الزراعة الذكية Farmbeats على استغلال البيانات والذكاء الاصطناعي لمساعدة المزارعين على خفض تكاليف الزراعة وزيادة إنتاج المحاصيل بالإضافة إلى زراعة أنواع من المحاصيل مقاومة للتغير المناخي. [1]

تمت التجربة الأولية لمشروع الزراعة الذكية Farmbeats على نظامين تجريبيين من المحاصيل الزراعية في مزرعة بيلتسڤيل Beltsville. إذا جرت الأمور كما مخطط لها، سيتم التوسع في تجربة المشروع ليشكل أكثر من 200 مزرعة، بدءا من المزارع الصغيرة وحتى المزارع التجارية الكبيرة.

سيتمكن المزارعون من معرفة البياناتات الصادرة عن هذه التقنية، وسيقوم الباحثون باستخدام هذه البيانات بإرشاد أعمالهم الخاصة وتقديم أدوات على الويب وإفادات محلية للمزارعين لمساعدتهم في توجيه الموارد بشكل أفضل.

تم التركيز خلال التجربة على نوع من المحاصيل يسمى Cover Trops وهي محاصيل تنمو في غير موسم الزراعة ووظيفتها يأتي من اسمها فهي تغطي التربة لتحميها من تأثير المبيدات وتحد من نمو الأعشاب الضارة، 

لتكون التربة جيدة وصالحة للزراعة حين يحين موسمها.

كيف يعمل مشروع الزراعة الذكية Farmbeats؟

يتم جمع البيانات لمشروع الزراعة الذكية Farmbeats بواسطة أجهزة استشعار وطائرات بدون طيار وصور الأقمار الصناعية بالإضافة إلى استخدام بعض الآلات الزراعية مثل الجرارات، ثم تنقل هذه البيانات وتخزن في أنظمة الذكاء الاصطناعي القائم على الحوسبة السحابية لتقديم صورة مفصلة عن حالة المزرعة. [2]

تستخدم مايكروسوفت ما يسمى ب Azure Farmbeats لتجميع البيانات من المزارعين ثم استخدامها لبناء نماذج الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة. و باستخدام Azure Farmbeats يمكن لشركات الزراعة التركيز على القيم الأساسية المضافة بدلاً من الاهتمام بالأعباء الثقيلة وغير المميزة في مجال هندسة البيانات. [3]

و نظرا لأن معظم المزارع ليست لديها إمكانية الوصول إلى الإنترنت أو لديها اتصال بالإنترنت ضعيف، يستخدم مشروع الزراعة الذكية FarmBeats مساحات الأمواج البيضاء على التلفزيون، وهي ترددات غير مستخدمة بين قنوات التلفزيون، لنقل هذه البيانات إلى جهاز حافة Edge Device يتم تثبيته في المزرعة. 

تلك الترددات الغير مستخدمة تُستغل لنقل البيانات عبر الهواء بدلاً من استخدام الإنترنت التقليدي، وهذا يسمح للمزارع بالوصول إلى معلومات وبيانات هامة دون الحاجة إلى اتصال بالإنترنت مباشرة.

وعودة إلى تجربة مزرعة Beltsville، استخدمت أجهزة الاستشعار لقياس درجة حرارة التربة، الرطوبة ودرجة الحموضة. كما قاست أيضا مستويات الماء في التربة كطريقة لمعرفة كمية الماء التي يتم الاحتفاظ بها في التربة بعد هطول الأمطار الغزيرة وبالتالي تقدير ميزانية المواد اللازمة لموسم الزراعة.

وسيتم استخدام جرار مزود بمجموعة من الأجهزة لتقييم ارتفاع المحاصيل وكتلتها ولونها الأخضر، وهو مؤشر على صحة النباتات.

كيف تستفيد من الزراعة الذكية Farmbeats لتحسين الزراعة؟

من خلال البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة الاستشعار مع الصور التي تلتقطها الطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية، سيساعد المزارعين على فهم أفضل لكيفية تداخل ظروف التربة والطقس ومن ثم إدارة المحاصيل لتحسين أدائها والمحافظة على المياه والتربة على المدى الطويل. مجهزين بهذه المعلومات التفصيلية، يمكنهم تحليل الظروف وتحديد القرارات حتى على مستوى أقسام من الحقل.

 كما يمكن أن تساعد المعلومات بشأن درجة حرارة التربة ومستويات الرطوبة على تحسين زراعة البذور في الوقت المناسب، مما يزيد من الإنتاجية. ويمكن أيضا استخدام الخريطة الجوية للمساعدة على التنبؤ بأنماط الفيضانات.

باستخدام هذا المشروع الذكي يمكن أن:

• تقييم صحة المزرعة باستخدام مؤشرات النباتات ومؤشرات المياه استنادًا إلى صور الأقمار الصناعية
• الحصول على توصيات بكمية وعدد أجهزة الاستشعار المراد تركيبها وأماكن تركيبها.
• تتبع حالة المزرعة من خلال تصوير البيانات الأرضية التي تم جمعها بواسطة الأجهزة الاستشعارية من مزودين مختلفين.
• استكشاف المزارع باستخدام صور الطائرات بدون طيار من مزودين متنوعين.
• الحصول على خرائط رطوبة التربة استنادا إلى دمج بيانات الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار.
• على رؤى قابلة للتنفيذ من خلال بناء نماذج ذكاء صناعي أو تعلم آلي على أساس البيانات المدمجة.
• بناء أو تعزيز حلاً للزراعة الرقمية الخاص بك من خلال تقديم توجيهات حول صحة المزرعة.

الخاتمة 

  ختاما، يعتقد فريق Farmbeats أن التكنولوجيا التي يتيحها الذكاء الاصطناعي ستمنح المزارعين في جميع أنحاء العالم الأدوات التي يحتاجونها لزيادة الإنتاج الغذائي العالمي بشكل كبير في سياق نقص الأراضي الصالحة للزراعة والمياه. 

المصادر

1. Feed the world: How the USDA is using data and AI to address a critical need - Source.
2. ما الحوسبة السحابية؟| Oracle الأردن.
3. FarmBeats: AI, Edge & IoT for Agriculture - Microsoft Research