كيف سيغير الذكاء الاصطناعي مستقبل الزراعة العالمية؟
أوس ستار الغانمي
2024-03-11 05:38
تستعد الزراعة العالمية للاستفادة من التقدم السريع وانتشار تقنيات الذكاء الاصطناعي، اذ يمكن للذكاء الاصطناعي في الزراعة أن يحسن إدارة المحاصيل والإنتاجية الزراعية من خلال التنميط الظاهري للنبات، والتشخيص السريع لأمراض النبات، والتطبيق الفعال للكيماويات الزراعية ومساعدة المزارعين بالمشورة الزراعية ذات الصلة بالموقع.
ومع ذلك، فإن تداعيات نماذج التعلم الآلي (ML) والأنظمة المتخصصة والآلات المستقلة للمزارع والمزارعين والأمن الغذائي ليست مفهومة جيدًا ولا تحظى بالتقدير الكافي، نتناول عوامل الخطر النظامية للذكاء الاصطناعي في الزراعة.
وعلى وجه التحديد، فإننا نقوم بمراجعة المخاطر المتعلقة بإمكانية التشغيل البيني والموثوقية وملاءمة البيانات الزراعية، والعواقب الاجتماعية والبيئية غير المقصودة الناتجة عن نماذج تعلم الآلة المحسنة للإنتاجية، ومخاوف السلامة والأمن المرتبطة بنشر منصات تعلم الآلة على نطاق واسع.
واستجابة لذلك، نقترح تدابير لتخفيف المخاطر، بما في ذلك دعوة علماء الأنثروبولوجيا الريفية وعلماء البيئة التطبيقية إلى عملية تصميم التكنولوجيا، وتطبيق أطر الابتكار المسؤول الذي يركز على الإنسان، وإنشاء تعاونيات البيانات لتحسين شفافية البيانات وحقوق الملكية، والنشر الأولي للزراعة. الذكاء الاصطناعي في صناديق الحماية الرقمية.
يمكن أن تحقق تطبيقات التعلم الآلي في الزراعة العديد من الفوائد في إدارة المحاصيل والإنتاجية.
ومع ذلك، لتجنب الآثار الضارة لجولة جديدة من التحديث التكنولوجي، التي يؤديها الذكاء الاصطناعي، يلزم إجراء تقييم شامل للمخاطر، لمراجعة وتخفيف المخاطر مثل العواقب الاجتماعية والبيئية غير المقصودة والمخاوف الأمنية المرتبطة بتطبيق نماذج التعلم الآلي على نطاق واسع.
من المتوقع أن يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في الزراعة من خلال فتح مسارات جديدة للصناعة لتحسين الإنتاج ومعالجة تغير المناخ.
لإطعام السكان الذين يتزايد عددهم بسرعة، تواجه الزراعة مهمة شاقة تتمثل في زيادة الإنتاجية في عصر يتسم بارتفاع تكاليف المدخلات وتغير المناخ. يتمتع الذكاء الاصطناعي بالقدرة على إحداث ثورة في الصناعة من خلال منح المزارعين سيطرة غير مسبوقة على عملياتهم.
الزراعة غنية بالبيانات: أنماط الطقس، وظروف التربة، ومستويات المياه، واستخدام الأسمدة، كلها عوامل تساهم في نجاح المزرعة. ومن المتوقع أن تزداد كمية المعلومات، فبحلول عام 2050، من المتوقع أن تنتج المزارع الفردية حوالي 4.1 مليون نقطة بيانات يوميًا.
يمكن للذكاء الاصطناعي أن يساعد في فك تشفير هذا الكم الهائل من البيانات لتزويد المزارعين بأدوات صنع القرار التي تزيد في النهاية الإنتاجية والكفاءة. ومع تزايد دمج الذكاء الاصطناعي في معدات مثل الجرارات أو آلات حلب الألبان، فإنه يمكن أن يساعد أيضًا في تخفيف أعباء العمل والمساعدة في جعل الإنتاج أكثر استدامة.
وقال برافين بنميتسا، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة مونارك تراكتور، التي تصنع محاصيلها: ”يواجه المزارعون بالفعل تحديًا مستحيلًا: إطعام عدد متزايد من السكان - بأراضي وموارد وعمالة أقل - وكل ذلك مع محاولتهم تحقيق الربح ضمن هوامش ضئيلة”. ”جرارات كهربائية مستقلة. ”من خلال أتمتة بعض العمليات الزراعية الدنيوية التي تستغرق وقتًا طويلاً، يمكن أن تساعد الحلول الآلية والرقمية ... في زيادة إنتاجية العمل.”
حقبة جديدة من العمل الزراعي؟
وقال بنميتسا من شركة مونارك تراكتور إنه في الحقول في جميع أنحاء الولايات المتحدة، تبشر الجرارات ذاتية القيادة بالفعل بـ ”عصر جديد من الكفاءة والسلامة”.
تم تجهيز الجرار الكهربائي MK-V من Monarch برؤية حاسوبية تسمح للمزارعين بتشغيل أسطول يصل إلى ثماني جرارات في وقت واحد عن بعد.
تعمل الجرارات والرشاشات المستقلة وحتى آلات الحلب على تشكيل الجيل القادم من الأدوات الزراعية، مما يسمح للمزارعين بالتركيز على الأجزاء الأقل كثافة في العمالة في عملياتهم.
ومن المنتظر أن تتبنى المزيد من المزارع الأتمتة في عام 2024 وما بعده لتقليل عبء ارتفاع تكاليف العمالة وشيخوخة القوى العاملة. يمكن للروبوتات أن تعمل لساعات أطول من البشر، ويمكنها أيضًا تحمل درجات الحرارة المرتفعة في الهواء الطلق، وهو الأمر الذي أصبح أكثر أهمية في عصر تغير المناخ.
أفادت وزارة الزراعة الأمريكية أن أكثر من نصف فدان الذرة وفول الصويا والقطن والقمح الشتوي تتم إدارته الآن من خلال أنظمة التوجيه والتوجيه التلقائي.
كما أن الاستقلال الذاتي يكتسب زخمًا بين عمليات الثروة الحيوانية.
رؤية مزرعة غير مسبوقة
في كثير من الحالات، يمكن للمعدات الذكية أن توفر رؤية تشتد الحاجة إليها حول كيفية استخدام الموارد على أفضل وجه لتوفير التكاليف، وتعزيز الاستدامة، أو حتى التكيف مع تأثيرات تغير المناخ.
وفي صناعة الماشية، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لمراقبة رفاهية الحيوان وإنتاجيته. يمكن أن تكون التغيرات في السلوك أو عادات الأكل بمثابة إشارات مبكرة لمرض محتمل، مما يتيح التدخل السريع.
قال بريسولين: ”تقوم خوارزميات الذكاء الاصطناعي بمعالجة مجموعات كبيرة من البيانات، بما في ذلك الظروف البيئية والسجلات الصحية التاريخية والمعلومات الوراثية، للتنبؤ بتفشي الأمراض ودورات الخصوبة وأوقات التكاثر المثالية. وهذا يساعد المزارعين على اتخاذ قرارات مستنيرة وتنفيذ تدابير وقائية”.
ويمكن لهذه التكنولوجيا أيضًا أن تساعد المزارعين على إدارة محاصيلهم وحيواناتهم في مواجهة تغير المناخ.
على سبيل المثال، تصنع شركة Precision AI طائرات بدون طيار لرش المحاصيل مما يسمح للمزارعين بتحسين استخدامهم للأسمدة والمبيدات الحشرية لتقليل التأثير على البيئة. ولكن يمكن للطائرات بدون طيار أيضًا إنشاء نسخة رقمية طبق الأصل من المزرعة على أساس كل نبات على حدة من خلال إمكانات التصوير عالية الدقة.
ويمكن استخدام هذه الصور لمراقبة صحة المحاصيل والاستجابة للظروف في الوقت الحقيقي، مما يسمح للمزارعين بالتصرف بسرعة أكبر في مواجهة الأحداث المناخية القاسية أو انتشار الأمراض، وفقًا لمدير التسويق الأول جيسيكا داي.
وقالت: ”إن تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي سوف تمس - ولا تزال - كل جانب من جوانب إدارة المحاصيل - بدءًا من الاكتشاف السريع للأعشاب الضارة والآفات والأمراض وحتى التعامل مع المهام وإعداد التقارير للمهندسين الزراعيين”.
تستعد الصناعة للتحول هذا العام حيث يلعب المزارعون دورًا متزايدًا في طموحات المناخ العالمي. إليك ما يمكن توقعه.
إن الصناعة الزراعية جاهزة لإجراء تغييرات كبيرة في عام 2024. ولكن هل ستعيق المناقشات السياسية والاقتصاد الضعيف الطريق؟
سيكون مشروع قانون المزرعة أولوية قصوى في الكونجرس ومن المؤكد أن انتخابات نوفمبر ستزيد من المخاطر. قد يؤدي ذلك إلى خلق تعقيدات جديدة لحزمة الإنفاق حيث يحاول الأعضاء المضي قدمًا في المبادرات المفضلة.
وبينما ينتظر المزارعون بفارغ الصبر مشروع قانون المزرعة، فإنهم يواجهون أيضًا ضغوطًا متزايدة لتبني ممارسات الإنتاج الذكية مناخيا. وفي حين أن التكنولوجيات المبتكرة ستحدث ثورة في طريقة زراعة الغذاء، فإن محدودية التمويل والدعم الفني للمزارعين يمكن أن تمنع اعتمادها على نطاق واسع.
فيما يلي نظرة على أكبر الاتجاهات لتشكيل صناعة الزراعة في عام 2024.
انتعاش السوق الزراعي
وبالتطلع إلى عام 2024، فإن الأسواق الزراعية مهيأة للتعافي بعد سنوات من التحديات المحلية والدولية والمتعلقة بالطقس.
وقال توم هالفرسون، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة CoBank، في بيان: ” أنا شخصياً ما زلت متفائلاً أكثر من التشاؤم بشأن آفاق عام 2024 بالنظر إلى الأساسيات الاقتصادية القوية لاقتصادنا في السنوات الأخيرة”.
وساعدت المحاصيل القوية في البرازيل وروسيا في عام 2023 على تجديد إمدادات الحبوب العالمية، مما دفع أسعار القمح والذرة إلى مستويات قريبة من مستويات ما قبل الوباء. بالإضافة إلى ذلك، انخفضت تكاليف الشحن والأسمدة، مما أدى إلى تحسين عوائد المنتجين قبل العام الجديد. فقط أسعار فول الصويا هي التي ارتفعت، استجابة لطفرة الطاقة المتجددة.
ومن المرجح أن تشهد الأسعار مزيدًا من التدهور في عام 2024، لكن عوامل مثل قوة الدولار الأمريكي وتحديات الطقس في مناطق النمو الرئيسية يمكن أن تؤثر على توقعات الحبوب والبذور الزيتية، وفقًا لـ CoBank.
وفي اللحوم، من المتوقع أن تؤدي تكاليف الإنتاج المرتفعة إلى تثبيط خطط التوسع على الرغم من الطلب الاستهلاكي المرن على لحوم البقر ولحم الخنزير والدواجن خلال فترة التضخم.
ومع ذلك، قال بنك CoBank إن المستهلكين يصلون إلى ”نقطة الانهيار” وقد يؤدي ضعف الطلب إلى فرصة للانكماش.
أصبحت الزراعة المتجددة سائدة
سيظل تحويل ممارسات الإنتاج التقليدية محور التركيز الرئيسي لشركات الأغذية ومزارعيها هذا العام حيث يواجه القطاع ضغوطًا جديدة لمعالجة البصمة المناخية للزراعة.
اجتمع كبار منتجي الأغذية في عام 2023 للاتفاق أخيرًا على تعريف الزراعة المتجددة، مما وضع الأساس لمزيد من العمل هذا العام. وأعلنت وزارة الزراعة الأمريكية عن تمويل بمليارات الدولارات لدعم نمو الزراعة الذكية مناخيا، مشيرة إلى أن الطلب أكبر من المال.
ومع ذلك، فإن زيادة التمويل للزراعة الذكية مناخيا قد تكون في خطر حيث يبحث المفاوضون عن فاتورة الزراعة عن طرق لتمويل أولويات أخرى وسط قيود شديدة على الميزانية. وضغط الجمهوريون لتحويل تمويل المناخ بموجب قانون خفض التضخم نحو برامج أخرى، مما أثار مقاومة واسعة من الديمقراطيين.
مستقبل التكنولوجيا الزراعية
لقد غيرت التقنيات مثل الطائرات بدون طيار لغبار المحاصيل، وأدوات رسم الخرائط الرقمية للمزارع، أو الهزازات الآلية لأشجار الفاكهة الصناعة، ومن المتوقع أن يستمر اعتماد المزارعين المتزايد على المزيد من الابتكار - إذا كان السعر مناسبًا.
يتمتع الذكاء الاصطناعي التوليدي، الذي يتضمن استخلاص الآلات للرؤى من مجموعات البيانات الكبيرة، بالقدرة على تحديد الأنماط في الأسواق المالية، أو المساعدة في تبسيط إجراءات سلسلة التوريد أو تعزيز عملية صنع القرار الاستراتيجي بشأن العمليات الزراعية. وبالتطلع إلى عام 2024، فإن الشركات التي تستثمر في الآلات الدقيقة وبرامج الزراعة في وضع جيد يمكنها من تقديم أدوات ذات قدرات الذكاء الاصطناعي المتقدمة إلى الجماهير السائدة.
وبعيدًا عن المجالات، تتشكل الابتكارات أيضًا على مستوى المعالج لتحسين الكفاءة وخفض التكاليف. على سبيل المثال، افتتحت شركة تايسون فودز الشهر الماضي أحد أكثر مصانع الدجاج الآلية لديها، والذي يتميز بنشر الروبوتات التي تقوم بتعبئة وتكديس أطنان من المواد الغذائية لتلبية الطلب المتزايد.