انقلاب هوشمند در مزارع نیشکر ایران؛
از پیشبینی خرابی موتور تا سمپاشی هوشمند
به گزارش دنیای اقتصاد، موسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان، با اتکا به دو فناوری انقلابی «هوش مصنوعی» و «اینترنت اشیاء»، پروژههای متعددی را برای عبور از کشاورزی سنتی و ورود به عصر «کشاورزی دقیق» به مرحله اجرا رسانده است. هدف نهایی این اقدامات، کاهش شدید هزینههای تولید، افزایش کمی و کیفی محصول، صیانت از منابع و حفظ ایمنی نیروی انسانی در پهنه وسیع مزارع نیشکر است.
صنعت نیشکر به دلیل مقیاس بزرگ و استفاده از ماشینآلات سنگین و گرانقیمت، همواره با چالش هزینههای بالای تعمیر و نگهداری و تلفات ناشی از خطاهای انسانی روبرو بوده است. حالا فناوری به کمک آمده تا این معادله را تغییر دهد.
موتوری که حالش را گزارش میدهد: یکی از جذابترین پروژهها، طراحی «دستگاه هشداردهنده ورود ذرات آلاینده به موتور کشندههای اسکانیا» است. در این طرح، حسگرهای فوقحساس در مسیر هوای ورودی موتور نصب میشوند و به طور مستمر غلظت و نوع ذرات را رصد میکنند. این دادهها به صورت بیسیم به یک پلتفرم مرکزی ارسال میشوند. در مرحله بعد، یک مدل هوش مصنوعی، این جریان داده را تحلیل کرده و الگوهای غیرعادی را که نشاندهنده شروع فرسایش یا گرفتگی فیلتر است، شناسایی میکند. نتیجه این است که اپراتورها ساعتها یا حتی روزها قبل از وقوع یک خرابی اساسی، هشدار لازم را دریافت کرده و میتوانند با یک تعمیر ساده و بهموقع، از یک تعمیر اساسی و پرهزینه جلوگیری کنند. این همان «نگهداری و تعمیرات پیشبینانه» است که رویای هر مدیر تعمیراتی است.
دروگری که جراحی میکند: دو پروژه دیگر، دقت عملیات برداشت را به سطحی بیسابقه رساندهاند. پروژه «هوشمندسازی تاپر و کفبر دروگر نیشکر» با نصب دوربینهای دید ماشینی و حسگرهای لیزری (LiDAR)، هندسه و ارتفاع ساقه نیشکر را در حین حرکت دقیقا اسکن میکند. یک مدل هوش مصنوعی مبتنی بر «یادگیری عمیق»، محل جوانههای رشد و سطح واقعی خاک را تشخیص داده و به صورت لحظهای فرمان تنظیم ارتفاع تیغهها را صادر میکند. این کار دو فایده بزرگ دارد: اول، از برش بیرویه بخشهای باارزش ساقه که منجر به ضایعات میشود جلوگیری میکند و دوم، مانع از ورود خاک به محصول برداشتشده میشود که کیفیت نیشکر ارسالی به کارخانه را به شدت افزایش میدهد.
سمپاشی که فقط علف هرز را میبیند: در پروژه «نازل هوشمند سمپاش»، رویکردی انقلابی در مبارزه با علفهای هرز در پیش گرفته شده است. در جلوی بوم سمپاش، دوربینهای سریع و با وضوح بالا نصب شده و پوشش گیاهی را اسکن میکنند. یک سیستم هوش مصنوعی مبتنی بر «بینایی ماشین»، در کسری از ثانیه، گیاه نیشکر را از علف هرز تشخیص میدهد. به محض شناسایی علف هرز، تنها نازل مربوط به آن نقطه خاص فعال شده و سم را تنها روی علف هرز میپاشد. این «سمپاشی نقطهای» میتواند مصرف سموم شیمیایی را تا ۸۰ درصد کاهش دهد که علاوه بر صرفهجویی اقتصادی کلان، بار آلودگی زیستمحیطی را به شکل چشمگیری کم کرده و سلامت محصول نهایی را تضمین میکند.
ناجی جان کارگران: ایمنی نیروی انسانی در اطراف ماشینهای عظیمالجثه، اولویت نخست است. سامانه «تشخیص انسان و توقف خودکار تاپر» با ایجاد یک «حصار مجازی ایمنی» در اطراف قطعات خطرناک دروگر، این امر را محقق ساخته است. با استفاده از حسگرهای LiDAR که حتی در شرایط گردوغبار نیز عملکردی دقیق دارند، حضور هر انسان در محدوده خطر شناسایی شده و بلافاصله فرمان توقف اضطراری به قطعه مربوطه ارسال میشود. این سیستم با حذف فاصله زمانی واکنش انسانی، یک لایه حفاظتی اضافه و حیاتی ایجاد میکند.
در کنار هوشمندسازی ماشینها، «مدیریت هوشمند مزرعه» نیز با استفاده از تلفیق دادههای «سنجش از دور» و «شبکه حسگرهای زمینی» متحول شده است.
محققان این موسسه، با پردازش تصاویر ماهوارهای، نقشههای حیاتی از سلامت گیاه، میزان کلروفیل (شاخص نیتروژن)، تنش آبی و حتی گسترش آفات (مانند کنه زرد نیشکر) تولید میکنند. این نگاه کلی از آسمان، با نگاه جزئینگر از زمین کامل میشود. صدها حسگر هوشمند که در خاک فرو رفته یا بر روی گیاهان نصب شدهاند، دادههایی مانند رطوبت لحظهای خاک، دمای برگ و ارتفاع گیاه را اندازهگیری میکنند.
شبکهای امن در قلب مزرعه: نقطه قوت این سامانه، زیرساخت ارتباطی آن است. دادههای تمامی این حسگرها از طریق یک «شبکه اختصاصی و امن مبتنی بر فناوری (LoRaWAN) جمعآوری میشود. این شبکه نیازی به سیمکارت یا اینترنت عمومی ندارد و به صورت کاملا داخلی و با امنیت بالا عمل میکند. این امر حتی در دورافتادهترین نقاط مزرعه که پوشش اینترنت وجود ندارد، امکان پایش لحظهای را فراهم میسازد.
مدیر مزرعه اکنون روی دسکتاپ خود، «داشبورد مدیریتی هوشمندی» را میبیند که همزمان نشان میدهد کدام بخش از مزرعه تشنگی دارد، کجا نیاز به کود اورژانسی احساس میشود و ماشینهای برداشت در کدام نقطه در حال فعالیت هستند. این دادهها، تصمیمگیری را از حالت سلیقهای و تجربی به سمت تصمیمگیری «دادهمحور و علمی» سوق میدهد.
مجموعه این فناوریها، در حال خلق یک الگوی نوین در کشاورزی صنعتی ایران است. الگویی که در آن:
هدررفت منابع (آب، سم، کود، محصول) به حداقل میرسد.
بهرهوری ماشینآلات و نیروی انسانی به حداکثر میرسد.
کیفیت نهایی محصول به دلیل کاهش آلودگی و افزایش دقت عملیات، ارتقا مییابد.
پایداری زیستمحیطی با کاهش مصرف نهادههای شیمیایی تقویت میشود.
دستاوردهای شرکت توسعه نیشکر نشان میدهد که فناوریهای دیجیتال نهتنها برای دفاتر کار مدرن که برای خاک و مزرعه نیز میتوانند موتور محرک رشد، بهرهوری و توسعه پایدار باشند. این تجربه میتواند الگویی برای سایر بخشهای کشاورزی صنعتی کشور باشد تا با عبور از روشهای سنتی، به سمت کشاورزی هوشمند و دانشبنیان حرکت کنند.
