स्मार्ट फार्म। वह कैसा होगा?

पृथ्वी की जनसंख्या पहले ही 7.3 बिलियन से अधिक हो गई है और वहाँ रुकने वाली नहीं है। 2050 तक, यह उम्मीद है कि ग्रह पर 9.7 बिलियन लोग रहेंगे। इस स्थिति में, पोषण का मुद्दा सबसे आगे आता है, क्योंकि इतनी बड़ी आबादी को खिलाने के लिए, कई बार भोजन का उत्पादन बढ़ाना आवश्यक है। किसान और इंजीनियर पहले से ही इस कार्य पर काम कर रहे हैं और इसे "स्मार्ट" खेतों के विकास और निर्माण के माध्यम से प्राप्त करने की योजना बना रहे हैं।

चौथी औद्योगिक क्रांति की दहलीज पर, जहां मानवता स्थित है, कृषि में गंभीर बदलाव भी आएंगे, जहां साइबर सिस्टम की तकनीक, इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) और क्लाउड कंप्यूटिंग को व्यवस्थित रूप से पेश किया जाएगा।

प्रौद्योगिकीय अग्रिमों को कृषि के लगभग सभी चरणों में लागू किया जा सकता है, और पहले से लागू प्रौद्योगिकियों को तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जो "स्मार्ट" खेती का आधार बन जाएगा - ये स्वायत्त रोबोट, मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) या ड्रोन और विभिन्न IoT सेंसर हैं। नीचे हम उनमें से प्रत्येक के बारे में अधिक बात करेंगे।

रोबोट

रोबोट कह रहे हैं कि मनुष्यों को कई वर्षों तक प्रतिस्थापित किया जाएगा, और धीरे-धीरे ये भविष्यवाणियां सच हो जाती हैं। कृषि अपवाद नहीं है, और इस तथ्य को देखते हुए कि खेती में अक्सर दोहरावदार कार्यों की एक निश्चित आवृत्ति के साथ एक श्रमसाध्य कार्य शामिल होता है, यह रोबोटिक्स के लिए एक आदर्श वातावरण है।

खेत पहले से ही विभिन्न कार्यों के लिए कृषि रोबोटों का उपयोग करते हैं - बुवाई, पानी, कटाई और फसलों की छंटाई। "स्मार्ट" प्रौद्योगिकी में सुधार जारी है और भविष्य में कृषि उत्पादों की मात्रा में वृद्धि होगी और मानव संसाधनों के कम उपयोग के साथ इसकी गुणवत्ता में सुधार होगा।

ड्रोन ट्रैक्टर

ट्रैक्टर किसी भी खेत का आधार है और यह स्पष्ट है कि दुनिया में मानव रहित वाहनों के विकास की प्रवृत्ति के साथ, ट्रैक्टर चालक भी अपने केबिनों को छोड़ने के लिए सबसे पहले हैं। उन्हें या तो घर जाना होगा, या कार्टोग्राफिक डेटा दर्ज करने वाले और फ़ील्ड की सीमाओं को निर्धारित करने वाले विशेषज्ञों में पुनः प्रयास करना होगा, साथ ही साथ यह सीखना होगा कि विशेष कार्यक्रमों का उपयोग करके आंदोलन के प्रक्षेपवक्र को कैसे प्रोग्राम किया जाए और मानवरहित ट्रैक्टरों के अन्य मापदंडों को निर्धारित किया जाए।



हालांकि, समय के साथ, मानव रहित ट्रैक्टरों की क्षमताओं का विस्तार होगा, और वे अधिक स्वायत्त हो जाएंगे। वे अतिरिक्त कैमरे, कंप्यूटर विजन सिस्टम, जीपीएस नेविगेशन, रिमोट मॉनिटरिंग और नियंत्रण के लिए एक इंटरनेट कनेक्शन, बाधाओं का पता लगाने और टकराव को रोकने के लिए एलआईडीएआर लेजर स्कैनिंग तकनीक शामिल करेंगे।



2016 में मानव रहित ट्रैक्टर की अवधारणा को पेश करने वाले CNH औद्योगिक के पूर्वानुमानों के अनुसार, भविष्य में ऐसे उपकरण स्वतंत्र रूप से मौसम संबंधी उपग्रहों से परिचालन जानकारी का उपयोग करने में सक्षम होंगे, जो मानव आदेशों और दिन के समय की परवाह किए बिना स्वचालित रूप से सबसे अच्छा काम करने की स्थिति निर्धारित करते हैं।

बोवाई

सीड ड्रिल की उपस्थिति ने मनुष्य के भारी मैनुअल श्रम को बदल दिया, लेकिन कुछ अनसुलझी समस्याओं को पीछे छोड़ दिया। उदाहरण के लिए, उनकी मदद से, खेतों को अक्सर बिखरे हुए तरीके से बोया जाता है, जिसका अर्थ है अशुद्धि और उच्च बीज की खपत। अनुकूलतम वृद्धि के लिए, बीजों को सही गहराई पर बोया जाना चाहिए और एक दूसरे से दूरी तय करनी चाहिए।

इन स्थितियों को पूरा करने के लिए, सटीक बुवाई तकनीक का उपयोग किया जाता है, जिसमें मिट्टी की गुणवत्ता, उसके घनत्व, नमी के स्तर और प्रजनन क्षमता पर सेंसर डेटा के साथ संयोजन में जियो-मैपिंग तकनीक शामिल है, जो यादृच्छिकता कारक को नकारने में मदद करती है। उनकी मदद से, बीज अंकुरण, विकास और इसलिए उपज का सबसे अच्छा मौका है।



भविष्य में, सटीक बीजों का उपयोग मानव रहित ट्रैक्टर और IoT सिस्टम के साथ किया जाएगा जो किसान को बुवाई की प्रगति के बारे में जानकारी प्रसारित करते हैं। इस प्रकार, कंप्यूटर या टैबलेट पर वीडियो प्रसारण या डिजिटल कंट्रोल पैनल का उपयोग करके कई मशीनों के काम को देखते हुए, केवल एक व्यक्ति पूरे क्षेत्रों को बोने में सक्षम होगा।

स्वचालित पानी और सिंचाई

व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सबसॉइल ड्रिप सिंचाई पहले से ही किसानों को नियंत्रित करती है कि कब और कितनी पानी की फसलें प्राप्त करें। मिट्टी की नमी और पौधों के स्वास्थ्य की निगरानी के लिए सिंचाई प्रणाली की निगरानी करने वाले IoT सेंसर को जोड़कर, किसान इसे लगभग पूरी तरह से स्वायत्त बना देंगे। किसी भी समस्या के मामले में प्रक्रिया में हस्तक्षेप की आवश्यकता होगी।

खरपतवार नियंत्रण

एक बार मैनुअल श्रम का यह हिस्सा अब रोबोटों को सौंपा गया है। सच है, अभी तक केवल एक प्रयोग के रूप में। उदाहरण के लिए, एक बोनरिओब क्षेत्र रोबोट। वह कैमरे और मशीन सीखने की तकनीक का उपयोग करते हुए एक उपग्रह और लेजर लोकेटर का उपयोग करके क्षेत्र में घूमता है। रोबोट रोपाई का मूल्यांकन करता है और खरपतवार निकालता है।



स्वचालित फ़ार्म कल्टीवेटर स्मार्ट फ़ार्म ने भी फ़ार्म पर अपना स्थान पाया। वह विज़ुअलाइज़ेशन सिस्टम से लैस ट्रैक्टर की मदद से आगे बढ़ता है। यह रोपाई पर फ्लोरोसेंट डाई को पहचानता है और इस तरह फसलों को मातम से अलग करता है। बिना मार्कर के खरपतवार नष्ट हो जाते हैं।

इन और अन्य रोबोटों, मानव रहित ट्रैक्टर और IoT सिस्टम से लैस फार्म लगभग अपने दम पर काम करने में सक्षम होंगे।

कटाई

फसलों की कटाई के लिए समयबद्धता, अच्छा मौसम और दक्षता महत्वपूर्ण है। किसान विभिन्न प्रकार की कटाई मशीनों का उपयोग करते हैं, जिनमें से कई को स्वचालित किया जा सकता है। यह केवल मानव रहित ट्रैक्टर की तकनीक को अनुकूलित करने और उन्नत सेंसर के साथ कंबाइन और अन्य कटाई के उपकरण, साथ ही साथ इंटरनेट से जुड़े IoT सेंसर से लैस करने के लिए आवश्यक है। कटाई के लिए आदर्श स्थिति आते ही मशीनें अपने आप काम शुरू कर सकेंगी।



नाजुक फल और सब्जियों की कटाई के लिए तकनीकी प्रगति विशेष रूप से उपयोगी है, जिसके लिए अधिक नाजुक दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। इंजीनियर पहले से ही ऐसे सिस्टम पर काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, पैनासोनिक ने स्वचालित टमाटर की कटाई के लिए एक प्रोटोटाइप रोबोट बनाया है। रंग और आकार के विश्लेषण के लिए कैमरों और एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करते हुए, वह फलों को पहचान सकता है और परिपक्व टमाटर की पहचान कर सकता है।

पैनासोनिक रोबोट टमाटर को तने से काटकर निकालता है, लेकिन इंजीनियर ऐसे रोबोट बनाने की भी कोशिश कर रहे हैं, जो उनकी नाजुक त्वचा को नुकसान पहुंचाए बिना फल और सब्जियों को आसानी से हड़प सकते हैं।

प्रचुर मात्रा में रोबोटिक्स ने एक और तरीका चुना: उनके प्रोटोटाइप रोबोट सेब पिकर, जिसे यूएसए में परीक्षण किया जा रहा है, एक वैक्यूम क्लीनर के सिद्धांत पर चल रहा है और पके फलों को चूसता है, उन्हें कंप्यूटर दृष्टि का उपयोग करके ढूंढता है।



ये दर्जनों होनहार रोबोटों से कुछ उदाहरण हैं जो जल्द ही लोगों को कड़ी मेहनत से मुक्त करेंगे।

मानवरहित हवाई वाहन

कौन सा किसान अपने खेतों को हवाई दृश्य देखना पसंद नहीं करेगा? यदि पहले खेत की हवाई फोटोग्राफी के लिए हेलीकॉप्टर या छोटे विमान की सेवाओं का सहारा लेना पड़ता था, तो अब आप कैमरों से लैस ड्रोन की मदद से भी ऐसा कर सकते हैं। और इसके लिए बहुत कम धन की आवश्यकता होगी।

छवि प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियां अभी भी स्थिर नहीं हैं, और आज यूएवी सिस्टम की एक विस्तृत विविधता वाले कैमरे बाजार पर उपलब्ध हैं - मानक से लेकर सबसे उन्नत तक, अल्ट्रा-उच्च रिज़ॉल्यूशन के लिए समर्थन के साथ, अवरक्त या पराबैंगनी स्पेक्ट्रा में शूट करने की क्षमता और यहां तक ​​कि हाइपरस्पेक्ट्रल मोड में भी।



ड्रोन की मदद से प्राप्त आंकड़े कृषि फसलों की स्थिति और मिट्टी की गुणवत्ता, बोए गए क्षेत्रों का आकलन करना, संसाधनों और भूमि के उपयोग को अनुकूलित करना संभव बनाते हैं। नियमित क्षेत्र सर्वेक्षण भी रोपण और सिंचाई योजनाओं का चयन करने, कृषि भूमि की मैपिंग, और खेती के अन्य पहलुओं का पता लगाने में मदद करता है।

हालांकि, ड्रोन न केवल उनकी फोटो और वीडियो क्षमताओं के लिए उपयोगी हैं। अन्य उपयोग के मामलों में बुवाई और छिड़काव शामिल हैं।



यूएवी पर कई कंपनियों और वैज्ञानिकों के समूह काम कर रहे हैं, जो संपीड़ित हवा की मदद से बीज और उर्वरकों के साथ कैप्सूल को बिखेर सकते हैं। विशेष रूप से, ड्रोन का उपयोग करने वाली ऐसी परियोजनाएं ड्रोनसाइड और बायोकार्बन द्वारा कार्यान्वित की जाती हैं। उनका लक्ष्य वनीकरण है, लेकिन विभिन्न फसलों के रोपण के लिए इस पद्धति को अनुकूलित करना मुश्किल नहीं है। स्वायत्त कार्य के लिए IoT सेंसर और सॉफ्टवेयर के नियंत्रण में एक ड्रोन बेड़ा तेजी से विकास और उच्च पैदावार के लिए सबसे अच्छी परिस्थितियों के साथ आदर्श रूप से उन स्थानों पर पौधे लगा सकता है।



साथ ही, फसलों के छिड़काव के लिए ड्रोन का इस्तेमाल किया जा सकता है। जीपीएस, लेजर माप प्रणाली और अल्ट्रासोनिक स्थिति की मदद से, यूएवी आसानी से ऊंचाई और उड़ान क्षेत्र को समायोजित कर सकता है जैसे कि हवा की गति, स्थलाकृति और भूगोल। यह अधिक सटीकता और कम नुकसान के साथ ड्रोन को अधिक कुशलता से स्प्रे करने की अनुमति देता है।

उदाहरण के लिए, चीनी कंपनी डीजेआई ने विशेष रूप से फसलों के छिड़काव के लिए यूएवी सिस्टम एग्रस एमजी -1 बनाया। ड्रोन के साथ शामिल एक 10 लीटर की क्षमता है जिसे तरल कीटनाशकों, जड़ी-बूटियों या उर्वरकों से भरा जा सकता है। अग्रस एमजी -1 की अधिकतम उड़ान की गति 40 किमी / घंटा है, अधिकतम सीमा और ऊंचाई 1 किमी और 150 मीटर है। माइक्रोवेव रडार ड्रोन को फसलों से सही दूरी बनाए रखने और एक समान छिड़काव सुनिश्चित करने की अनुमति देता है। निर्माता के अनुसार, एग्रस एमजी -1 स्टैंड-अलोन, अर्ध-स्वायत्त या मैनुअल मोड में काम कर सकता है।

वास्तविक समय की निगरानी और विश्लेषण के लिए ड्रोन

ड्रोन का एक अन्य उपयोगी कार्य रिमोट मॉनिटरिंग करने के लिए उनका उपयोग करने और उन पर उगने वाले खेतों और फसलों की स्थिति का विश्लेषण करने की क्षमता है। कई ड्रोन श्रमिकों की एक पूरी सेना की जगह ले सकते हैं। रोपाई की स्थिति का आकलन करने के लिए लोगों को लगातार खेतों के चारों ओर यात्रा करने की आवश्यकता नहीं होगी।

इंटरनेट पर इस तरह के डेटा प्राप्त करने से, किसान केवल कुछ जरूरी कारणों से ही खेतों में जा पाएंगे, जिन्हें वास्तव में ध्यान देने की आवश्यकता है, और स्वस्थ पौधों की जांच में समय न गंवाएं।



हालांकि, जबकि कृषि ड्रोन परिपूर्ण से बहुत दूर हैं। अधिकांश मॉडलों के लिए रेंज और उड़ान का समय किसानों की आवश्यकता से कम है। यहां तक ​​कि सबसे "हार्डी" यूएवी केवल एक घंटे के लिए हवा में बिता सकते हैं, और फिर उन्हें बैटरी को रिचार्ज करने की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, कृषि ड्रोन अभी भी काट रहे हैं। उदाहरण के लिए, आज सबसे उन्नत प्रेसिजन हॉक लैंकेस्टर मॉडलों में से एक को खरीदने पर $ 25 हजार का खर्च आएगा। बेशक, कम महंगे यूएवी हैं, लेकिन उनके उपकरण अक्सर मामूली होते हैं और इसमें उन्नत फोटो और वीडियो उपकरण या किसानों के लिए आवश्यक छिड़काव उपकरण शामिल नहीं होते हैं।

कनेक्टेड फ़ार्म: सेंसर और इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स

स्वायत्त कृषि रोबोट और ड्रोन किसानों के लिए कई लाभ लाएंगे, लेकिन IoT प्रौद्योगिकियां वास्तव में भविष्य का "स्मार्ट" खेत बना देंगी।

शब्द "इंटरनेट ऑफ थिंग्स" भौतिक वस्तुओं ("चीजों") के कंप्यूटर नेटवर्क की अवधारणा को संदर्भित करता है, जो एक-दूसरे और बाहरी वातावरण के साथ डेटा के आदान-प्रदान और आदान-प्रदान के लिए अंतर्निहित प्रौद्योगिकियों से लैस है। डिजिटल आवाज सहायकों, स्मार्ट चिकित्सा उपकरणों और औद्योगिक उपकरणों के समर्थन के साथ घरेलू स्मार्ट उपकरणों के रूप में IoT प्रौद्योगिकियों को पहले से ही लागू किया जा रहा है।

स्मार्ट फार्मों पर, सेंसर को सिलो-उत्पादन के सभी चरणों में और सभी प्रकार के उपकरणों में पेश किया जाएगा। फ़ील्ड सेंसर प्रकाश स्तर, मिट्टी की स्थिति, सिंचाई, वायु गुणवत्ता और मौसम की स्थिति पर डेटा एकत्र करेंगे। खेतों में किसान को या सीधे कृषि रोबोटों को सूचना भेजी जाएगी। अपने स्वयं के सेंसर और नेविगेशन उपकरण से लैस रोबोट समूह खेतों के माध्यम से प्लाई करेंगे और उन संकेतों का जवाब देंगे जो उन्हें निराई, पानी, छंटाई या कटाई की आवश्यकता के बारे में प्राप्त करते हैं। इसके अलावा, ड्रोन हवा से खेतों का पालन करेंगे, नक्शे तैयार करेंगे जो रोबोट के लिए एक मार्गदर्शक के रूप में काम करेंगे और किसानों को आगे कृषि कार्य की योजना बनाने में मदद करेंगे। इन सभी नवाचारों से कृषि उत्पादन और खाद्य गुणवत्ता बढ़ेगी।

बीआई इंटेलिजेंस एनालिटिक्स कंपनी की भविष्यवाणी है कि कृषि में प्रयुक्त IoT उपकरणों की संख्या 2015 में 30 मिलियन यूनिट से बढ़कर 2020 में 75 मिलियन हो जाएगी। यह भी उम्मीद है कि 2050 तक, स्मार्ट फार्म 2014 में केवल 190 हजार की तुलना में, दैनिक 4.1 मिलियन माप का उत्पादन करेंगे।

स्मार्ट उपकरण और सेंसर, साथ ही सूचना के आदान-प्रदान के लिए नेटवर्क प्रौद्योगिकियों से डेटा की बढ़ती सरणियों के साथ सशस्त्र, किसान अपने कृषि उद्यमों के सभी पहलुओं को देख पाएंगे, समझ सकते हैं कि कौन से पौधे स्वस्थ हैं, किन लोगों को ध्यान देने की आवश्यकता है, किन क्षेत्रों में पानी की जरूरत है, और यह कहां इकट्ठा करने का समय है फसल।

इस सामग्री में, केवल हिमशैल की नोक प्रभावित होती है - फसलों की खेती। पशुधन के क्षेत्र में उन्नत प्रौद्योगिकियों के लिए कोई कम अवसर नहीं। यदि प्रत्येक खेत एक स्मार्ट में बदल जाता है, तो खाद्य उत्पादन में 70 प्रतिशत वृद्धि का लक्ष्य संभव हो जाएगा।