با افزایش جهانی پیادهسازی دستگاههای اینترنت اشیاء (IoT)، جای تعجب نیست که این فناوری در تمامی جنبههای صنعت ادغام شده و راه را برای «صنعت ۴.۰» هموار میکند. ابتکارات جدیدی که برای بهینهسازی صنعت، زیرساختهای حیاتی، پایش محیطزیست، مراقبتهای بهداشتی و مدیریت زنجیره تأمین تلاش میکنند، تنها بخشی از موارد استفاده رو به انفجار برای IoT هستند.
صنعت دیگری که به IoT متکی است، کشاورزی است؛ حوزهای که با اجرای زیرساختهای پیچیده IoT بهطور کامل در حال دگرگونی است. بازار جهانی کشاورزی، در حال بهرهبرداری از IoT به عنوان بخشی از ابتکارات جدید برای پایش محصولات، بهینهسازی منابع، مدیریت دام و اتوماسیون است. با این حال، پیادهسازی آن کار سادهای نیست. حتی در درون کشاورزی، IoT شامل موارد استفاده منحصربهفرد متعددی است که هر کدام چالشها، هزینهها و ریسکهای خاص خود را دارند. با این وجود، اگر بخش کشاورزی بتواند بر این چالشها غلبه کند، میتواند راه را برای تحول کامل کشاورزی با مزایایی که بسیار فراتر از خود کشاورزی میرود، هموار کرده و تأثیرات مثبتی بر محیطزیست، اقتصاد و عرضه و تقاضا ایجاد کند.
اینترنت اشیاء (IoT) چگونه در کشاورزی استفاده میشود؟
موارد استفاده از IoT در کشاورزی متنوع است، اما اساساً به بهینهسازی و اتوماسیون فرآیند مدیریت بازده محصولات، کاهش ضایعات و نظارت بر عوامل خارجی مانند آبوهوا و تأثیرات زیستمحیطی بر محصولات ختم میشود. بیایید چهار مورد استفاده متفاوت را بررسی کنیم:
کشاورزی دقیق (Precision Farming)
کشاورزی دقیق یک رویکرد استراتژیک به کشاورزی است که از IoT استفاده میکند تا دستگاهها بتوانند محصولات و همچنین دام را مشاهده و اندازهگیری کنند، سپس دادهها را پردازش نمایند تا نیازهای دقیق محصولات تعیین شده و واکنش مناسب صورت گیرد. طبق اطلاعیهای که در ماه فوریه منتشر شد، پیشبینی میشود بازار کشاورزی دقیق تا سال ۲۰۳۱ به ۲۷.۸۱ میلیارد دلار برسد که نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) آن از سال ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۱ معادل ۱۲.۹٪ خواهد بود. این رشد مورد انتظار به دلیل افزایش ابتکارات دولتی است که استفاده از فناوریهای مدرن را در بخش کشاورزی ترویج میکنند. تغییرات اقلیمی نیز بر افزایش تقاضا برای کشاورزی دقیق تأثیرگذار است.
سنسورهای IoT، مدیریت و تولیدات کشاورزی را با اندازهگیری سطوح رطوبت خاک، تغییرات دما و رطوبت، بارش و مواد مغذی خاک بهینه میکنند. متخصصان حوزه کشاورزی (مانند تیمهای فنی در سیستم کنترل اقلیم گلخانه آذر ایسیس) میتوانند از این اطلاعات برای نحوه رویکردشان به شیوههای کشاورزی، از جمله کوددهی محصولات، برنامهریزی فصلی کشاورزی و تعیین زمان برداشت استفاده کنند. این دادهها همچنین به مزارع اجازه میدهد تا به مشکلات پیشبینینشده مانند شیوع بیماریها در محصولات واکنش نشان داده و گسترش آنها را کاهش دهند، همچنین بر رشد محصولات نظارت کرده و آبیاری را مدیریت کنند. بهکارگیری این دادهها در شیوههای کشاورزی، با همراهی با تغییرات محیطی و کاهش اتلاف منابع، پایداری کشاورزی را بهبود میبخشد.
استفاده از پهپادها (Drone Use)
پهپادهای متصل به IoT ابزار دیگری هستند که بخش کشاورزی از آنها برای پایش محصولات، دام، آبوهوا و محصولات کشاورزی استفاده میکند. پهپادها امکان تصویربرداری را به عنوان روشی برای پایش مزرعه فراهم میکنند که مزیت آن قابلیت دید در شرایط آبوهوایی نامساعد و نور کم است که تصویربرداری ماهوارهای ممکن است نتواند به آن نفوذ کند و این امر دقت تصویربرداری را افزایش میدهد. این دقت به مزارع اجازه میدهد تا آفات، علفهای هرز و بیماریها را پایش کرده و بر اساس ظهور آنها واکنش مناسب نشان دهند. با داشتن یک نمای کلی دقیق، میتوان شرایط مزرعه را بهطور مؤثرتری پایش کرد و مدیریت کاشت و بذرپاشی را سادهتر نمود.
پهپادها همچنین برای گردهافشانی، کوددهی و سمپاشی محصولات با آفتکشها استفاده میشوند. این فرآیند خودکار نیاز به کار دستی در مزرعه را کاهش داده و باعث صرفهجویی در زمان و منابع میشود.
گلخانههای هوشمند (Smart Greenhouses)
گلخانههای هوشمند سازههای کشاورزی پیشرفتهای هستند که از فناوریهای IoT برای ایجاد محیطهای بهینه و کنترلشده برای رشد گیاهان استفاده میکنند. این گلخانههای با تکنولوژی بالا، سنسورها، محرکها و سیستمهای اتوماسیون را برای پایش و تنظیم عوامل مختلف محیطی ترکیب میکنند تا شرایط بهینه برای محصولات تضمین شود.
مفهوم گلخانههای هوشمند میتواند به سادهسازی کشاورزی در محیطهای سرپوشیده کمک کند. با ادغام فناوریهای IoT، این گلخانهها به محیطهای خودتنظیم تبدیل میشوند که میتوانند دما، رطوبت، سطح نور و حتی غلظت CO2 را برای بهینهسازی رشد گیاهان کنترل کنند. سنسورها و محرکهای آنها (که در پروژههای سیستم کنترل اقلیم گلخانه آذر ایسیس نیز مورد توجه قرار میگیرند) برای ایجاد شرایط عالی برای هر گونه گیاهی با هم کار میکنند و بهصورت آنی با تغییرات آبوهوای خارجی یا الگوهای رشد داخلی سازگار میشوند.
چالشهای پیادهسازی IoT در کشاورزی چیست؟
کشاورزی الکترونیک یا کشاورزی هوشمند سالهاست که در حال آزمایش و بهبود استفاده از فناوریها و شیوههای دیجیتال و خودکار بوده است و نتیجه آن پتانسیل کسب دستاوردهای چشمگیر در کشاورزی، ابتکارات زیستمحیطی و اقتصاد در سراسر جهان است. اما پاداش بالا اغلب با ریسک بالا همراه است و شیوههای جدید کشاورزی مبتنی بر IoT، هر دو را نشان میدهند. کشاورزیِ تقویتشده با IoT هنوز در مراحل ابتدایی خود است و چالشهای متعددی میتواند مانع از آن شود که این شیوهها به درستی به کار گرفته شوند و گسترش یابند، یا حتی ممکن است پیش از آنکه فرصت یابند بهطور کامل شکل بگیرند، از سرمایهگذاری بیشتر جلوگیری کنند. برای رسیدگی به این چالشها جهت کاهش ریسک در این شیوه در حال تکامل، ابتدا درک آنها ضروری است:
پذیرش پیچیده
پذیرش IoT در کشاورزی با چالشهایی همراه است که از ماهیت خود محیطهای کشاورزی و خود فناوری ناشی میشود. مشکلات اتصال یک نگرانی است، زیرا بسیاری از مزارع در مناطق روستایی واقع شدهاند که دسترسی به اینترنت محدود یا غیرقابل اطمینان است. این فقدان اتصال، مانع از استقرار مؤثر راهحلهای IoT میشود که برای عملکرد بهینه به انتقال مداوم دادهها متکی هستند. نه تنها دسترسی آنها به اینترنت محدود است، بلکه اغلب ظرفیت انرژی آنها نیز چنین است. نیازهای انرژی برای IoT کشاورزی قابل توجه است، به ویژه وقتی مقیاس آن در نظر گرفته شود؛ کل مزارعی که با سنسورهایی تجهیز شدهاند که باید بهطور مداوم کار کنند. اگرچه منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد راهحلهای مناسبی را ارائه میدهند، اما ادغام این سیستمها با زیرساختهای IoT نیازمند برنامهریزی و سرمایهگذاری است.
نگهداری نیز باید در نظر گرفته شود، زیرا دوام و قابلیت تعمیر دستگاهها یک ملاحظه کلیدی در شرایط اغلب خشن و غیرقابل پیشبینی کشاورزی در فضای باز است. برخی از فناوریهای پیشرفته IoT ممکن است برای تعمیرات به تخصص مهندسان واجد شرایط (مانند تیمهای پشتیبانی سیستم کنترل اقلیم گلخانه آذر ایسیس) نیاز داشته باشند که فرآیند نگهداری را پیچیدهتر میکند. پیچیدگی آنها میتواند به این واقعیت گسترش یابد که سیستمهای IoT باید بهگونهای طراحی شوند که با سیستمهای کشاورزی موجود مانند آبیاری و تنظیمات کنترل آبوهوا قابلیت تعامل داشته باشند. اطمینان از سازگاری و ادغام بینقص با این سیستمهای مستقر، برای جلوگیری از اختلال در عملیات فعلی و به حداکثر رساندن مزایای IoT ضروری است.
چالشهای امنیتی IoT
ادغام IoT در کشاورزی، مجموعهای از چالشهای امنیتی و هزینههای مرتبط را به همراه دارد. چالشهای امنیتی IoT طیف گستردهای را در بر میگیرد، مانند مدیریت و نگهداری دادهها، که برای اطمینان از قابلیت اطمینان و دسترسی به اطلاعات جمعآوری شده از دستگاههای بیشمار حیاتی است. نگرانیهای مربوط به حریم خصوصی نیز وجود دارد، زیرا دادههای شخصی و عملیاتی ذاتی در شیوههای کشاورزی باید در برابر دسترسی غیرمجاز محافظت شوند. و در تمام این موارد، باید از استانداردهای قانونی پیروی شود که نیازمند پایبندی به مجموعهای از قوانین طراحیشده برای محافظت از یکپارچگی و حریم خصوصی دادهها است.
آسیبپذیری سیستمهای مبتنی بر ابر به حملات سایبری، ریسک قابل توجهی را ایجاد میکند، زیرا این پلتفرمها اغلب ستون فقرات عملیات IoT هستند؛ نقضهای امنیتی در اینجا میتواند منجر به خرابیهای گسترده شود و صنعتی را مختل کند که ممکن است کاملاً برای مدیریت چنین حوادث امنیت سایبری مجهز نباشد. علاوه بر این، مدیریت و تمدید گواهینامهها برای ارتباطات امن ضروری است، با این حال آنها چالشهای لجستیکی را ایجاد میکنند که باید برای جلوگیری از خرابی سیستم به آنها رسیدگی شود.
هزینههای پیادهسازی و مدیریت
وقتی صحبت از هزینههای پیادهسازی و مدیریت میشود، پیامدهای مالی قابل توجه است، بهویژه برای مزارع کوچک و محلی که ممکن است فاقد منابع لازم برای چنین سرمایهگذاریهای تکنولوژیکی باشند و اغلب به بودجههای دولتی یا خارجی نیاز دارند. استخدام کارمندان متخصص برای مدیریت و تفسیر دادههای IoT (خدماتی که سیستم کنترل اقلیم گلخانه آذر ایسیس ارائه میدهد) به هزینههای نیروی کار میافزاید، در حالی که تقاضای انرژی برای اجرای این دستگاهها میتواند هزینههای عملیاتی را افزایش دهد.
همچنین هزینههای ناشی از نقض احتمالی امنیتی وجود دارد — از دست دادن دادهها تا اختلال عملیاتی — که میتواند قابل توجه باشد و بر نیاز به اقدامات امنیتی پیشگیرانه تأکید میکند. سرمایهگذاری در شیوههای امنیتی برای محافظت از اکوسیستم و دستگاههای IoT، علیرغم تأثیر آن بر بودجه، غیرقابل مذاکره است، زیرا دوام و ایمنی طولانیمدت این راهحلهای نوآورانه کشاورزی را تضمین میکند.
ضرورت امنیت IoT در کشاورزی
در حالی که با چالشهای مهمی برای پیادهسازی IoT در کشاورزی مواجه هستیم، استفاده از ماشینآلات هوشمند در کشاورزی میتواند ما را به سوی آیندهای پایدارتر سوق دهد که نه تنها چهره کشاورزی را تغییر دهد، بلکه زنجیرههای تأمین را بهینه کند، به کمبود غذا و محصولات رسیدگی نماید و آیندهای پایدارتر و با بهرهوری انرژی برای کشاورزی ایجاد کند.
این امر ضروری میسازد که این فناوریهای در حال تکامل پرورش یابند، از حمایت، سرمایهگذاری و تحقیقات مناسب برخوردار شوند و مهمتر از همه، محافظت شوند. استقرار IoT در کشاورزی باید با اقدامات امنیتی قوی همراه باشد تا در برابر آسیبپذیریهای ذاتی در هر سیستم متصل محافظت شود. بدون شیوههای امنیتی سختگیرانه، ابتکارات جدید کشاورزی الکترونیک در معرض خطر شکست در رسیدن به پتانسیل خود، مواجهه با کاهش سرمایهگذاری یا حتی مواجهه با خاتمه زودرس به دلیل نقضهای امنیتی قرار دارند.
نیاز به شیوههای امنیتی سختگیرانه
ماهیت متصل دستگاههای IoT آنها را در برابر تهدیدات سایبری آسیبپذیر میکند که میتواند اثرات ویرانگری بر یکپارچگی و قابلیت اطمینان عملیات کشاورزی داشته باشد. بنابراین، ضروری است که:
- امنیت یک اولویت باشد: از همان ابتدا، امنیت باید در تار و پود راهحلهای IoT در کشاورزی بافته شود، با بهروزرسانیها و وصلههای منظم برای رسیدگی به تهدیدات نوظهور.
- سرمایهگذاری در تحقیقات: تحقیقات مداوم در مورد امنیت سایبری میتواند اطمینان حاصل کند که بخش کشاورزی از آسیبپذیریهای احتمالی پیشی میگیرد.
- پشتیبانی و آموزش: کشاورزان و ذینفعان باید در مورد اهمیت شیوههای امنیتی آموزش ببینند تا فرهنگ هوشیاری و آمادگی ایجاد شود.
در حالی که IoT کلیدی برای آیندهای انقلابی در کشاورزی است، تنها از طریق لنز امنیت سختگیرانه است که میتوانیم بهطور کامل مزایای آن را درک کنیم. ضروری است که این فناوریهای در حال تکامل نه تنها پرورش یافته و حمایت شوند، بلکه با استفاده از بالاترین استانداردهای امنیت سایبری (مانند راهکارهای ارائه شده توسط سیستم کنترل اقلیم گلخانه آذر ایسیس) محافظت گردند. تنها در این صورت است که میتوانیم اطمینان حاصل کنیم که بذرهای نوآوری در کشاورزی الکترونیک، به آینده پایدار، کارآمد و امنی که تصور میکنیم، شکوفا خواهند شد.
سلام. جالب بود . در مورد کاربرد سنسور های لورا نیز لطفا مطلب بنویسید