پایگاه خبری فولاد ایران - سرشماری جهانی کشاورزی کنترل‌شده محیطی (CEA) در سال ۲۰۲۴، نشان‌دهنده صنعتی است که در خط مقدم تحول فناوری قرار دارد. با گسترش و بهینه‌سازی عملیات مزارع، استفاده از فناوری‌های هوشمند، هوش مصنوعی و انرژی تجدیدپذیر سرعت گرفته است. این نوآوری‌ها کارایی، پایداری و سودآوری را افزایش می‌دهند و کشاورزی را به سمتی سوق می‌دهند که بتواند تولید جهانی غذا را دگرگون سازد.
طبق گزارش united24media، عملیات CEA به طور فزاینده‌ای از هوش مصنوعی (AI)، حسگرهای اینترنت اشیاء (IoT) و اتوماسیون برای ساده‌سازی فرآیندهایی مانند کاشت بذر تا برداشت محصول استفاده می‌کنند.
کنترل هوشمند اقلیم: سیستم‌های کنترل اقلیم با استفاده از هوش مصنوعی، دما، رطوبت، سطح CO₂ و جریان هوا را با دقت تنظیم می‌کنند. این سیستم‌ها با استفاده از داده‌های حسگرهای لحظه‌ای، بهترین شرایط برای رشد گیاه را فراهم کرده و در عین حال هزینه‌های انرژی را کاهش می‌دهند. البته اغلب کشاورزان به‌طور مستقیم با این الگوریتم‌ها کار نمی‌کنند.
آبیاری و تغذیه دقیق: با ترکیب هوش مصنوعی و حسگرهای IoT، سیستم‌های آبیاری هوشمند تضمین می‌کنند که گیاهان تنها به مقدار موردنیاز آب و مواد غذایی دریافت کنند. سیستم‌های خودکار فرتیگیشن (کوددهی از طریق آبیاری) نیز امکان تنظیم pH و سطح مواد غذایی را با حداقل دخالت انسانی فراهم می‌کنند؛ به‌ویژه در سیستم‌های بدون خاک مانند هیدروپونیک و آئروپونیک.
مدیریت آفات و بیماری‌ها: با پیشرفت در فناوری تشخیص تصویر و هوش مصنوعی پیش‌بینی‌کننده، مزارع می‌توانند آفات و بیماری‌ها را قبل از گسترش شناسایی و کنترل کنند. این تغییر از شیوه‌های واکنشی به رویکردی پیشگیرانه، باعث کاهش مصرف آفت‌کش‌های شیمیایی و بهبود سلامت محصولات می‌شود.
برداشت و بسته‌بندی خودکار: ربات‌ها در حال تحول فرآیند برداشت و بسته‌بندی محصولات پس از برداشت هستند. در مورد محصولات با ارزش بالا مانند سبزیجات ریز و برگ‌دار، این فناوری موجب کاهش هزینه نیروی انسانی و فساد محصول می‌شود. البته برای محصولات پیچیده‌تر مانند گوجه‌فرنگی و فلفل، استفاده از ربات‌های پیشرفته هنوز در حال توسعه است.
کنترل نور: عامل کلیدی در بهره‌وری انرژی مزارع عمودی
با توجه به اینکه ۸۶٪ از عملیات CEA به‌وسیله مزارع عمودی انجام می‌شود، استفاده از فناوری‌های پیشرفته نورپردازی برای بهره‌وری آن‌ها حیاتی است: روشنایی LED دینامیک: شرکت‌هایی مانند Sollum Technologies در حال استفاده از چراغ‌های LED با طیف کامل هستند که نور طبیعی خورشید را شبیه‌سازی می‌کنند. این فناوری چرخه رشد گیاهان را بهینه کرده و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.
مدیریت خودکار روشنایی: بسیاری از مزارع اکنون با استفاده از داده‌های لحظه‌ای قیمت برق، برنامه‌های نوردهی را در زمان‌های کم‌هزینه تنظیم می‌کنند. این اقدام باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی به‌ویژه در مزارعی می‌شود که کاملاً به نور مصنوعی وابسته‌اند.
انرژی تجدیدپذیر: نقش فزاینده پایداری در کشاورزی محیطی کنترل‌شده
اگرچه هزینه انرژی هنوز از موانع اصلی توسعه CEA است، اما انرژی‌های تجدیدپذیر به‌سرعت در حال گسترش هستند:
کشاورزی خورشیدی: (Agrovoltaics) انرژی خورشیدی رایج‌ترین منبع تجدیدپذیر است. بیش از ۴۵٪ از مزارع CEA در آسیا و ۲۵٪ از مزارع در آمریکای شمالی از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کنند. ترکیب تولید انرژی خورشیدی با کشت محصول، یک راهکار کارآمد برای بهینه‌سازی زمین و انرژی است.
انرژی زمین‌گرمایی و خرید اعتبار کربن: درصدی از مزارع برای کنترل دما از انرژی ژئوترمال استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر برای کاهش اثرات زیست‌محیطی در پروژه‌های جبران کربن سرمایه‌گذاری کرده‌اند.
سرمایه‌گذاری‌های آینده: با افزایش تمایل به استفاده از انرژی تجدیدپذیر، پیش‌بینی می‌شود صنعت کشاورزی کنترل‌شده محیطی بیشتر از انرژی‌های سنتی فاصله بگیرد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد.
با وجود پیشرفت‌های قابل‌توجه، موانعی نیز در مسیر پذیرش فناوری‌های نوین وجود دارد:
هزینه اولیه بالا: بزرگ‌ترین چالش، هزینه بالای اجرای فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی، اتوماسیون و منابع انرژی تجدیدپذیر است.
محدودیت زیرساختی: بسیاری از مزارع موجود زیرساخت لازم برای بهره‌برداری از فناوری‌های جدید را ندارند و نیاز به نوسازی دارند.
کمبود نیروی متخصص: گرچه اتوماسیون هزینه نیروی کار را کاهش می‌دهد، اما برای راه‌اندازی و نگهداری سیستم‌های پیشرفته، کمبود نیروی متخصص وجود دارد.
مشکلات یکپارچه‌سازی: هماهنگی و ادغام سیستم‌های جدید با تجهیزات و نرم‌افزارهای فعلی یکی دیگر از موانع مهم است.
بخش CEA در مسیر رشد قرار دارد. ۸۴٪ از مزارع اعلام کرده‌اند که طی ۱۲ تا ۲۴ ماه آینده قصد دارند تولید خود را افزایش دهند. اولویت‌های فناوری در آینده شامل موارد زیر خواهد بود:
• افزایش استفاده از هوش مصنوعی برای خودکارسازی عملیات
• سرمایه‌گذاری بیشتر در انرژی‌های تجدیدپذیر برای کاهش هزینه‌ها
• توسعه ربات‌های برداشت برای مقابله با کمبود نیروی کار
• ادغام گسترده‌تر فناوری اینترنت اشیاء برای تصمیم‌گیری‌های مبتنی بر داده
با افزایش تقاضا برای تولید محلی و پایدار غذا، کشاورزی محیطی کنترل‌شده به‌عنوان راهکاری مقاوم، هوشمند و نوآورانه در حال شکل‌دهی آینده کشاورزی مدرن است. ترکیب فناوری هوشمند، اتوماسیون پیشرفته و انرژی‌های پاک آینده این صنعت را تعیین خواهد کرد.
منبع: united24media