فناوری های جدیدی که کشاورزی را متحول کرده اند

در این مطلب قصد داریم به معرفی فناوری هایی بپردازیم که صنعت کشاورزی را متحول کرده اند. این فناوری ها در چهار بخش حسگرها، فناوری های مرتبط با تولید غذا، اتوماسیون سازی و مهندسی کشاورزی معرفی خواهند شد.

کلیک، فناوری های جدید می توانند صنعت کشاورزی را نیز مانند هر صنعت دیگری متحول کنند. در ادامه قصد داریم به معرفی فناوری های مرتبط با کشاورزی و کشت ارگانیک بپردازیم و این فناوری ها را در چهار بخش حسگرها، فناوری های مرتبط با تولید غذا، اتوماسیون سازی و  مهندسی کشاورزی بررسی می کنیم. فناوری های هر چهار بخش مذکور باعث تسریع در روند تغییرات شده است. در ادامه با ما همراه باشید.

حسگرها می توانند به کشاورزاندر تمام مراحل تولید و آماده سازی محصولات کشاورزی، تشخیص محصولات، کنترل و نظارت بر حیوانات مزرعه و وضعیت ماشین آلات کشاورزی کمک کنند.

در تولید مواد غذایی هم می توان از فناوری های مرتبط با اصلاح ژنیک بهره مند شد و حتی به صورت بالقوه می توان از فناوری های مرتبط با تولید گوشت در محیط آزمایشگاهی نیز استفاده کرد.

در مورد اتوماسیون سازی هم می توان گفت این فرایند می تواند با استفاده از ربات های بسیار بزرگ و یا بسیار کوچک به منظور بررسی محصولات کشاورزی یا نگه داری از آن ها، عملی شود.

مهندسی کشاورزی نیز با فناوری هایی در ارتباط است که باعث می شوند امکان استفاده از ابزار جدید در کشاورزی فراهم شود و کشاورزی به جایگاه های جدیدی دست پیدا می کند و حتی در زمینه های مختلف اقتصادی نیز به رشد و شکوفایی خوبی برسد. یکی از زمینه هایی که در مهندسی کشاورزی به آن توجه زیادی می شود، زیست شناسی مصنوعی است که امکان برنامه ریزی مجدد به صورت کارآمد برای تولید سوخت از موجودات تک سلولی، محصول جانبی (فراورده هایی که در کنار محصول اصلی واکنش شیمیایی به صورت ناخواسته تولید می شوند) از شیمی آلی و همچنین تولید وسایل هوشمند را فراهم می کند.

در ادامه پیش بینی هایی بیان خواهد شد که بر اساس گفتگو با متخصصان امر و نظر خواهی از آن ها انجام شده اند که پیش بینی می کنند که هر یک از فناوری ها از نظر علمی چه زمانی توسعه خواهند یافت (منظور فناوری هایی است که توسط شرکت های بزرگی همچون گوگل، دولت ها و دانشگاه ها توسعه یافته است)، چه زمانی توجه زیادی به آن ها خواهد شد (منظور زمانی است که سرمایه گذاران خطر پذیر و شرکت های نوپا سرمایه های عظیمی را به این فناوری ها اختصاص می دهند) و چه زمانی از نظر مالی می توانند منفعت بخش باشند (منظور زمانی است که این فناوری ها در سایت Kickstarter برای جمع آوری کمک های مالی در دسترس باشند)

حسگرها

img_0581_new

حسگرهای قابل استفاده در آب و هوا: وجود این حسگرها در مزارعی که اتوماسیون سازی شده اند، یک امر ضروری است و در حال حاضر امکان بررسی شرایط مزارع، برخی از جنگل ها و پهنه های آبی را فراهم می کند. این حسگرها در سال ۲۰۱۳ از نظر علمی توسعه یافتند و در سال ۲۰۱۵ نیر مورد توجه قرار گرفتند و ارزش مالی پیدا کردند.

green_banner_new

تجهیزات تله ماتیک: این تجهیزات به برخی از تجهیزات مکانیکی مانند تراکتور این امکان را می دهد که با راننده خود ارتباط برقرار کنند و او را از آسیب های احتمالی که ممکن است به زودی به وسیله وارد شود، آگاه کنند. می توان ارتباط بین راننده و تراکتور را یک پلتفرم “Farm swarm” (ترکیب تعداد زیادی از ربات های کوچک و بزرگ با میکروحسگرها) در نظر گرفت.

این تجهیزات در سال ۲۰۱۳ توسعه یافتند، در سال ۲۰۱۶ به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفتند و در سال ۲۰۱۷ نیز ارزش مالی پیدا خواهند کرد.

تجهیزات زیست سنجی حیوانات مزرعه: امروزه قلاده های مجهز به GPS، سامانه بازشناسی با امواج رادیویی یا RFID (سامانه ای بی سیم برای برقراری ارتباط که با تبادل اطلاعات بین یک برچسب (Tag) و یک بازخوان (Reader) عمل می کند) و همچنین سیستم های زیست سنجی می توانند اطلاعات مهم و حیاتی مربوط به حیوانات دامی را تشخیص دهند و این اطلاعات را به مزرعه داران انتقال دهند.

livestock-biometrics_new

این فناوری در سال ۲۰۱۷ توسعه خواهند یافت و در سال ۲۰۲۰ نیز مورد توجه قرار خواهد گرفت و ارزش مالی پیدا خواهد کرد.

حسگرهای مورد استفاده برای محصولات: در کشاورزی مدرن به جای اینکه میزان بذر مورد نیاز برای تولید محصول زیاد، بدون بررسی و آزمایش مشخص شود، می توان از حسگرهایی استفاده کرد که می توانند میزان مورد نیاز بذر را برای تجهیزات مورد استفاده برای کشت محصول، تعیین کنند. در ضمن حسگرهای نوری و یا پهپادها می توانند برای اطمینان از سلامت محصول مورد استفاده قرار گیرند (برای مثال با استفاده از اشعه مادون قرمز می توانند این کار را انجام دهند).

crop-sensors_new

این حسگرها در سال ۲۰۱۵ از نظر علمی توسعه یافتند، در سال ۲۰۱۸ مورد توجه قرار خواهند گرفت و در سال ۲۰۱۹ ارزش مالی پیدا خواهند کرد.

حسگرهای مرتبط با زیرساخت سلامت: این حسگرها می توانند برای نظارت بر ارتعاشات و همچنین شرایط مواد مورد استفاده در ساختمان ها، پل ها، کارخانه ها، مزارع و دیگر اماکن مورد استفاده قرار گیرند. این حسگرها می توانند با کمک شبکه های هوشمند، اطلاعات خوبی را برای نگه داری و محافظت هر چه بهتر از تجهیزات و ربات ها فراهم کنند.

این حسگرها در سال ۲۰۲۱ از نظر علمی توسعه پیدا می کنند، در سال ۲۰۲۵ مورد توجه قرار می گیرند و در سال ۲۰۲۷ نیز ارزش مالی پیدا خواهند کرد.

فناوری های تولید غذا

genetically-designed-food_new

اصلاح ژنتیکی فرآورده های غذایی: به زودی خصوصیات حیوانات و گیاهانی که برای تولید غذا پرورش داده می شوند، با استفاده از فناوری های اصلاح ژنتیکی، اصلاح می شوند تا نیازهای زیستی و فیزیولوژیکی بشر به بهترین شکل ممکن تأمین شوند. افراد متخصص در زمینه مهندسی کشاورزی تلاش می کنند با استفاده از این فناوری، خصوصیات گیاهان و دام ها را از پایه و اساس تغییر دهند و آن ها را اصلاح کنند

این فناوری در سال جاری از نظر علمی توسعه یافته است، در سال ۲۰۲۱مورد توجه قرار می گیرد و در سال ۲۰۲۲ از ارزش مالی برخوردار خواهد بود.

گوشت درون کشتگاهی: که به آن گوشت مصنوعی نیز گفته می شود، نوعی از گوشت است که با کشتن حیوانات دامی به دست نمی آید و با کشت و تکثیر یک سلول ماهیچه به دست می آید. محققان در حال تحقیق و بررسی برای تولید گوشت از طریق این روش هستند؛ اما هنوز چنین گوشی تولید نشده است.

in-vitro-meat_new

این فناوری در سال ۲۰۱۷ از نظر علمی توسعه خواهد یافت، در سال ۲۰۲۴ مورد توجه خواهد گرفت و در سال ۲۰۲۷ نبز از ارزش مالی برخوردار خواهد بود.

اتوماسیون سازی

agricultural-robots-field1-1024x576_new

سیستم کنترل نواری (swath control) با نسبت متغیر: این سیستم با بهره گیری از GPS فعالیت می کنند و به تجهیزات مورد استفاده برای کشت محصولات کمک کند تا با جلوگیری از روی هم قرار گرفتن بذر، مواد معدنی، مواد مورد استفاده برای تقویت خاک و موادی که برای از بین بردن علف های هرز مورد استفاده قرار می گیرند، در مصرف آن ها صرفه جویی کنند. این سیستم با محاسبه شکل زمینی که مواد ذکر شده در آن مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین محاسبه حاصلخیز بودن بخش های مختلف زمین و میزان کارایی تراکتورها و ربات های مورد استفاده برای کشاورزی، می تواند تعیین کند که مواد مختلف با چه میزان هایی باید در قسمت های مختلف زمین به کار گرفته شوند.

این سیستم در سال ۲۰۱۳ از نظر علمی توسعه یافت، در سال ۲۰۱۴ مورد توجه قرار گرفت و در سال ۲۰۱۶ نیز از ارزش علمی برخوردار شد.

تکرار سریع روند پرورش انتخابی یا زادگیری گزینشی : در این فرایند انسان به پرورش گیاهان یا حیواناتی می پردازد که از نظر ژنتیکی اصلاح شده هستند. نسل بعدی گیاهان یا حیواناتی که با استفاده از این روش تکثیر می شوند و پرورش داده می شوند، از نظر کمیتی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند و روش هایی که برای تکثیر یا پرورش آن ها به کار گرفته می شوند، می توانند به عنوان یک الگوریتم مورد استفاده قرار گیرند.

این فناوری در سال ۲۰۱۴ از نظر علمی توسعه یافت و در سال ۲۰۱۷ نیز مورد توجه قرار می گیرد و از ارزش علمی برخوردار خواهد شد.

ربات ها مختص کشاورزی: این ربات ها (agriculture robots) می توانند برای اتوماسیون سازی فرایندهای مختلف کشاورزی و تسریع آن ها، مانند برداشت محصول، چیدن میوه، شخم زنی، نگه داری از خاک، از بین بردن علف های هرز، کاشت محصول، آبیاری و سایر موارد مورد استفاده قرار گیرند.

agricultural-robots_new

این ربات ها در سال ۲۰۱۸ از نظر علمی توسعه خواهند یافت، در سال ۲۰۲۰ مورد توجه قرار خواهند گرفت و در سال ۲۰۲۱ نیز از ارزش مالی برخوردار خواهند شد.

کشاورزی دقیق: یکی از مفاهیمی است که در کشاورزی مدرن به آن توجه زیادی می شوند و به معنای تلاس برای عدم وجود ناهمگونی در مزرعه است. در این روش، مدیریت کشاورزی بر اساس مشاهده تغییرات متنوعی که در مزارع کشاورزی ایجاد شده است و واکنش به آن ها صورت می گیرد. کشاورزان در این روش نوین می توانند با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای و حسگرهای پیشرفته، بازده مواد مورد استفاده در کشاورزی (بذر، کود، آفت کش و غیره) را افزایش دهند و در عین حال منابع مختلف، حتی در مقیاس های بزرگ را حفظ کنند. همچنین با استفاده از این رویکرد جدید می توان اطلاعات بیشتری در مورد محصولات متنوع و آب و هوای مناطق جغرافیایی مختلف به دست آورند. همچنین استفاده از حسگرهای دقیق می تواند روند تصمیم گیری خودکار و ایجاد فناوری های مکمل برای کشت محصولات را تقویت کند.

این فناوری در سال ۲۰۱۹ از نظر علمی توسعه خواهد یافت، در سال ۲۰۲۳ مورد توجه قرار خواهد گرفت و در سال ۲۰۲۴ از ارزش مالی برخوردار خواهد شد.

فناوری Robotic farm swarms: ایده ای مطرح شده در مورد این فناوری، ترکیب چندین ربات مورد استفاده برای کشاورزی با هزاران میکروحسگر است. این ربات های مجهز به حسگر می توانند برای نظارت بر شرایط زمین یا پیش بینی این شرایط و یا حتی برای کشت محصولات و برداشت آن ها بدون دخالت انسان ها مورد استفاده قرار گیرند. اجرای این فناوری واقعا کاربردی در مقیاس کوچک در آینده میسر خواهد شد.

swarm-bot-farm-825x555_new

این فناوری در حال ۲۰۲۳ از نظر علمی توسعه خواهد یافت و در سال ۲۰۲۶ مورد استفاده گسترده قرار خواهد گرفت و از ارزش مالی برخوردار خواهد شد.

مهندسی کشاورزی

infrastructural-health-sensors_new

سیستم اکولوژیکی بسته: این سیستم اکوسیستمی است که از تبادل ماده با فضای بیرونی بی نیاز است. در این سیستم ها از نظر تئوری، مواد زائد به اکسیژن، مواد مغذی و آب تبدیل می شوند تا نیاز موجوداتی که در این اکوسیستم قرار دارند، تأمین شوند. نظیر چنین اکوسیستمی قبلا در مقیاس های کوچک اجرا شده است؛ اما فناوری های جدید موجب شده است که امکان ایجاد این اکوسیستم ها در مقیاس بزرگ نیز ممکن شود.

closed-ecological-systems_new

این فناوری در سال ۲۰۱۵ از نظر علمی توسعه یافت، در سال ۲۰۲۰ مورد توجه قرار خواهد گرفت و در سال ۲۰۲۱ نیز از ارزش علمی برخوردار خواهد شد.

زیست شناسی مصنوعی: زیست شناسی مصنوعی که ترکیبی از علوم و مهندسی است، تعیین برنامه برای علم زیست شناسی برای استفاده از بخش های استاندارد شده است؛ درست همانند زمانی که کامپیوتر از کتابخانه های مختلفی استفاده می کند. این نوع از زیست شناسی شامل تعریف مجدد گسترده از علم زیست شناسی و توسعه آن است و هدف آن نیز طراحی، تولید و اصلاح سیستم های زیستی مهندسی است که برای پردازش اطلاعات، دستکاری در مواد شیمیایی، ساختن مواد و ایجاد ساختارها، تولید انرژی، تأمین مواد غذایی و حفظ سلامت انسان و بهبود آن و همچنین محافظت از محیط پیرامونی انسان، طراحی شده اند.

این فناوری در سال ۲۰۱۳ توسعه یافت؛ در سال ۲۰۲۳ مورد توجه قرار خواهد گرفت و در سال ۲۰۲۴ نیز از ارزش مالی برخوردار خواهد شد.

مزارع عمودی: این روش توسعه کشاورزی در محیط شهری به صورت عمودی است. در این روش نوین گونه های گیاهی یا جانوری در آسمان خراش هایی که به همین منظور ساخته شده اند و یا آسمان خراش های چند منظوره، می توانند پرورش داده شوند. در این روش از فناوری هایی مشابه فناوری های مورد استفاده در خانه های شیشه ای استفاده می شود. در این روش گیاهان علاوه بر نور طبیعی با سیستم های روشنایی با مصرف کم، نیز تقویت می شوند. این روش مزایای زیادی دارد که شامل برداشت محصول در همه فصول سال، محافظت محصولات از شرایط بد آب و هوایی، خودکفایی شهرها در تولید محصولات کشاورزی مورد نیاز خود و کاهش هزینه های حمل و نقل محصولات می شود.

vertical-farming_new

این فناوری در سال ۲۰۲۳ از نظر علمی توسعه خواهد یافت و در سال ۲۰۲۷ نیز مورد توجه خواهد گرفت و از ارزش مالی برخوردار خواهد شد.

 

یک دیدگاه