تحول ماشین های هوشمند کشاورزی 

تحول ماشین های هوشمند کشاورزی چنان گسترده است که  انقلابی نوین در این عرصه نامیده می‌شود؛ با این همه نباید از خطرات احتمالی کاربرد ماشین های هوشمند غافل شد خطراتی که مرتبط با بحث امنیت در کاربرد داده‌های کشاورزی است.

استفاده از ماشین های هوشمند کشاورزی

تحول ماشین های هوشمند کشاورزی، شاید آخرین گام در پیشرفت ابزار کشاورزی به شمار برود. پیشرفتی که متناسب با افزایش جمعیت و رشد نیازهای بشر اتفاق افتاده است؛ می‌دانیم که در عصر جدید، هر چه دامنه علم بشر پیشرفت بیشتری کرده، جمعیت کره زمین نیز به تبع آن، رشدی تصاعدی داشته؛ به گونه‌ای که تخمین زده می‌شود جمعیت کره زمین تا سال 2025 به 9 تا 10 میلیارد نفر برسد و طبیعی است که یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های این جمعیت زیاد، مسأله غذا است. همیشه بشر برای جلوگیری از قحطی دست به دامن ساخت ابزارها و صنایع کشاورزی نوین شده است و تحول ابزار و ماشین‌های کشاورزی تا رسیدن به این نقطه همیشه مدنظر بوده است.

ابداعات و نوآوری‌های سریع و نتیجه‌بخش قرن بیستم به گونه‌ای بود که به ویژه دهه‌های 50 و 60 این سده را انقلاب سوم کشاورزی دانسته‌اند. استفاده ازانواع آفت‌کش‌ها، انواع کودها و شناسایی نژادهای مرغوب بذر و بذرهای پربازده و زودبازده از جمله اقدامات نوینی بود که طی چندین دهه امنیت غذایی را برای میلیون‌ها نفر تضمین کرد.

اگرچه تحول ماشین های هوشمند کشاورزی دستاوردهای فراوانی داشته، اما هم‌زمان با این دستاوردها معضلاتی جدی سربرآوردند؛ تجدد کل فرآیند کشاورزی از مهم‌ترین عوامل گرمایش کره زمین است؛ به عبارت دقیق‌تر، کشاورزی مدرن مسئول انتشار یک‌سوم گازهای گلخانه‌ای (دی‌اکسید‌کربن و متان) است و هم‌زمان با افزایش چشمگیر سوءتغذیه در جهان، تورم قیمت مواد غذایی به بالاترین حد خود رسیده است. امروزه، تخمین زده می‌شود که دو میلیارد نفر از کمبود غذای استاندارد رنج می‌برند (یعنی برای آ‌ن‌ها دسترسی به غذای کافی، سالم و غنی تضمین نشده است) و  حدود 690 میلیون نفر دچار سوءتغذیه هستند.

اکنون با سربرآوردن چنین معضلاتی، آیا می‌توان به پایان راه انقلاب سوم کشاورزی اندیشید؟ آیا مسیر امید بشر به زندگی از انقلابی نو نمی‌گذرد؟ روزگار ما طلیعه انقلاب چهارم کشاورزی است؟ آیا هوش مصنوعی چشم‌انداز این انقلاب تازه نیست؛ همان نقطه‌ای که نگاه‌های جست‌و‌جوگر به آن خیره شده‌اند؟ هوش مصنوعی شامل طیف وسیعی از فناوری‌هاست. این دانش در دو دهه گذشته به سرعت پیشرفت کرده و مانند انسان قادر به انجام فرآیندهای شناختی، همچون استدلال کردن، است. هوش مصنوعی توانایی تصمیم‌گیری در موقعیت‌های مختلف و متفاوت دارد؛ اما این تصمیم‌ها بر اساس مجموعه‌ای از اطلاعات‌اند و این اطلاعات نیزحاصل حجم وسیعی از داده‌ها هستند که از پیش توسط متخصصین به آن‌ها منتقل شده است.

 ماشین های هوشمند، مقدمۀ انقلاب چهارم در عرصۀ کشاورزی

تحول ماشین های هوشمند کشاورزی، یکی از اصلی ترین امکاناتی بود که به کارگیری هوش مصنوعی به انسان عرضه کرد. هوش مصنوعی برای پیشبرد اهداف انسان در مزارع و کارخانه‌ها، مقادیر زیادی از داده‌ها را به طور پیوسته و بی‌وقفه پردازش، ترکیب و تجزیه و تحلیل می‌کند. هوش مصنوعی می‌تواند در تشخیص ناهنجاری‌ها، مانند بیماری‌های گیاهی، و پیش‌بینی‌ها، مثل عملکرد و آب و هوا از انسان‌ها پیشی بگیرد؛ همچنین ممکن است در کارهایی نظیر (آماده‌سازی خاک)، کاشت، کوددهی، نظارت و برداشت، کشاورزان را به طور کامل از کار بی‌نیاز کند. الگوریتم‌ها در حال حاضر شبکه‌های آبیاری قطره‌ای را تنظیم می‌کنند، ناوگان‌های ربات‌ها نظارت بر خاک سطحی را فرماندهی و بر ماشین‌های سیار مخصوص یافتن علف‌های هرز، تراکتورهای خودران و کمباین‌ها نظارت می‌کنند. شیفتگی به چشم‌اندازهای هوش مصنوعی، انگیزه‌هایی ایجاد می‌کند تا محدوده‌های بیشتری در حوزۀ کشاورزی را با هوش مصنوعی مدیریت کنیم.

تحول ماشین های هوشمند کشاورزی، به عنوان انقلابی نوین شناخته می‌شود. مجمع جهانی اقتصاد، یک سازمان غیرانتفاعی بین‌المللی که مشارکت‌های دولتی و خصوصی را ترویج می‌کند، ربات‌های کشاورزی مبتنی بر هوش مصنوعی (به نام “agbots”) را در خط مقدم انقلاب چهارم کشاورزی قرار داده است؛ اما با استقرار سریع و گسترده هوش مصنوعی، ممکن است بهره‌وری کشاورزی، به دلیل افزایش هزینۀ تأمین ایمنی پایین بیاید. در مقاله اخیر خود که در Nature Machine Intelligence منتشر شده است، خطراتی را که با استفاده از این فناوری‌های پیشرفته و مستقل ممکن است در کشاورزی به وجود بیاید، در نظر گرفته‌ایم.

خطرات ماشین های هوشمند؛ از هکرها تا تصادفات

تحول ماشین های هوشمند کشاورزی با آسیب‌هایی همراه است که باید شناخته شوند. اول، با توجه به اینکه این فناوری‌ها به اینترنت متصل هستند، مجرمان ممکن است سعی کنند آن‌ها را هک کنند. ایجاد اختلال در انواع خاصی از agbot ها باعث خسارات سنگینی می‌شود. تنها در ایالات متحده، فرسایش خاک سالانه 44 میلیارد دلار آمریکا (33.6 میلیارد پوند) هزینه دارد. این یک دلیل افزایش تقاضا برای کشاورزی دقیق، از جمله طراحی دقیق ماشین های هوشمند بوده است که می‌تواند به مزارع کمک کند تا اثرات اختلال را مدیریت کرده و کاهش دهند.

اما این دسته از ربات‌های نظارت بر خاک سطحی به شبکه‌های کامپیوتری متصل به هم متکی هستند و از این رو در برابر خرابکاری سایبری و خاموش شدن آسیب‌پذیر هستند. به طور مشابه، دستکاری در ماشین‌های سیار تشخیص علف هرز باعث می‌شود علف‌های هرز با هزینه قابل توجهی از بین بروند. همچنین ممکن است شاهد تداخل با سمپاش‌ها، پهپادهای خودران یا برداشت‌کننده‌های روباتیک باشیم که هر کدام می‌توانند عملیات کشت را فلج کنند.

علاوه بر خطرات ناشی از تحول ماشینهای هوشمند در عرصۀ کشاورزی، دورتر از ورودی مزرعه‌ها، با افزایش دیجیتالی شدن و اتوماسیون، کل زنجیره‌های تأمین مواد غذایی کشاورزی در معرض حملات سایبری مخرب هستند. در سال 2021 حداقل 40 حمله بدافزار و باج افزار که تولیدکنندگان، پردازشگرها و بسته‌بندی‌های مواد غذایی را هدف قرار دادند، در ایالات متحده ثبت شده است. قابل توجه ترین آن‌ها، حملۀ 11 میلیون دلاری باج‌افزار علیه بزرگترین بسته بندی گوشت جهان، JBS بود.

علاوه بر این احتمال بروز خطرات تصادفی در عملکرد ماشین های هوشمند وجود دارد. قبل از اینکه ماشین سیار به میدان فرستاده شود، اپراتور انسانی به آن دستور می‌دهد تا پارامترهای خاصی را حس کند و ناهنجاری‌هایی مانند آفات گیاهی را تشخیص دهد اما ماشین های هوشمند چه با محدودیت‌های مکانیکی خود و چه با فرمان، همه عوامل دیگر را نادیده می‌گیرد؛ همین امر در مورد شبکه‌های حسگر بی‌سیم مستقر در مزارع نیز صدق می‌کند، که برای توجه و عمل بر روی پارامترهای خاص، به عنوان مثال، محتوای نیتروژن خاک طراحی شده‌اند. این سیستم‌های مستقل ممکن است با طراحی بی‌مدت، بهره‌وری کوتاه‌مدت محصول را بر یکپارچگی اکولوژیکی بلندمدت اولویت دهند.

برای افزایش عملکرد، ممکن است از علف‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها و کودهای شیمیایی بیش از حد در مزارع استفاده کنند که می‌تواند اثرات مضری بر خاک و آبراه‌ها داشته باشد. ماشین‌های سیار و شبکه‌های حسگر نیز ممکن است مانند ماشین‌ها دچار نقص شوند و دستوراتی را بر اساس داده‌های اشتباه به سمپاش‌ها و توزیع‌کننده‌های شیمیایی کشاورزی ارسال کنند و این احتمال وجود دارد که بتوانیم خطای انسانی را در برنامه‌ریزی ماشین‌ها مشاهده کنیم. اینها خطراتی است که تحول ماشین های هوشمند کشاورزی را، کند کرده و باید برای‌شان چاره ای اندیشید.

به کارگیری ایمنی بیش از سرعت در ماشین های هوشمند

برای ما بسیار حیاتی است که امکان استقرار فوری ماشین های هوشمند را در عرصۀ کشاورزی فراهم کنیم و از تحول ماشین های هوشمند کشاورزی بهره ببریم؛ اگر این کار را انجام دهیم، نتیجه ممکن است این باشد که آن‌ها برداشت را افزایش دهند اما اکوسیستم‌ها را تضعیف کنند. همانطور که در مقاله خود تاکید می‌کنیم، موثرترین روش برای درمان خطرات، پیش‌بینی و پیشگیری است.

ما باید مراقب نحوه طراحی هوش مصنوعی برای استفاده در کشاورزی باشیم و متخصصان حوزه‌های مختلف را در این فرآیند مشارکت دهیم. به عنوان مثال، اکولوژیست‌های کاربردی می توانند در مورد پیامدهای ناخواسته زیست محیطی احتمالی هوش مصنوعی کشاورزی، مانند فرسودگی مواد مغذی خاک سطحی، یا استفاده بیش از حد از کودهای نیتروژن و فسفر هشدار دهند.

همچنین، نمونه‌های اولیه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری باید به‌دقت در محیط‌های تحت نظارت (که «جعبه‌های ماسه‌بازی دیجیتال» نامیده می‌شوند) قبل از استقرار گسترده‌تر آزمایش شوند. در این فضاها، هکرهای اخلاقی، که به عنوان هکرهای سفید نیز شناخته می‌شوند، می‌توانند علی‌رغم آسیب پذیری در ایمنی و امنیت باشند.

این رویکرد احتیاطی ممکن است کمی گستردگی استفاده از هوش مصنوعی را کاهش دهد. با این حال، باید اطمینان حاصل شود که آن دسته از ماشین‌هایی که از جعبه ماسه‌بازی فارغ‌التحصیل می‌شوند به اندازه کافی حساس و ایمن هستند؛ باید مطمئن شویم نیم میلیارد مزرعه، امنیت غذایی جهانی، و چهارمین انقلاب کشاورزی در سلامت است و این می‌تواند راهی در جهت تثبیت تحول ماشین های هوشمند کشاورزی قلمداد شود.

انواع کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع مختلف را در هوشیو بخوانید