اینترنت گوجه فرنگی ها: اینترنت اشیاء در خدمت کشاورزی

گوجه فرنگی هایی که در ایالت نیوانگلند آمریکا رشد می کنند، عموماً به خوشمزگی گوجه فرنگی های نقاط دیگر دنیا نیستند. در تلاشی برای یافتن دلیل این مسأله، شرکت Analog Devices Inc پروژه ای را تحت عنوان IoT یا Internet of Tomatoes با هدف شناسایی زمینه هایی که کشاورزان و باغ داران می توانند از اینترنت اشیاء و یا تحلیل داده ها بهره ببرند، آغاز نمود.

در این پروژه از سامانه های MEMS یا Micro-ElectroMechanical Systems و حسگرهایی برای تعیین این که آیا عوامل محیطی علت اصلی خوشمزه نبودن هستند یا نه، استفاده می شود. حس گرها و دوربین ها، حجم عظیمی از داده ها را جمع آوری کرده که به صورت بلادرنگ (یا نزدیک به بلادرنگ) تحلیل شده و نتایج برای گام های بعدی گزارش می شوند.

اینترنت اشیاء‌ چگونه در کشاورزی ایفای نقش می کند؟

این طور به نظر می رسد که داده ها و فناوری بتوانند در باغبانی و کشاورزی کاربردهای فراوانی داشته باشند. یکی از مهم ترین این بخش ها نظارت بر دما و تجمیع حرارت (Heat Accumulation) است. این داده های جمع آوری شده از طریق حسگرهای حرارتی، حرارت انباشته شده در محیط زیر کشت را با استفاده از دمای بیشینه و کمینه روزانه برآورد می کنند. چنین اطلاعی برای تعیین زمان مناسب برای برداشت محصول به کار می رود. علاوه بر آن، داده هایی در زمینه حمله آفات ‏(Pest Attack) می تواند به کشاورزان برای کسب آمادگی و مقابله با این معضل کمک شایانی نماید.

خیلی اوقات، محققین و فعالان کشاورزی همانند همکاران شان در بخش های دیگر تولیدی و صنعتی، به حس و دریافت درونی خود در زمان برنامه ریزی عملیات های حیاتی اکتفاء می کنند. اما داده های حاصل از حسگرها به کشاورزان کمک می کند زمان بهینه را برای برداشت محصول شناسایی کرده و به این شیوه مطمئن گردند که کیفیت محصول و ارزش غذایی آن در زمان برداشت بیشینه شده است.

مطالعه بر روی داده های حاصل از IoT نشان داده است که گوجه فرنگی های نیوانگلند به دلیل بهینه نبودن مقادیر قند و نمک در آن ها و در نتیجه ترکیب شیمیایی متفاوت، به خوشمزگی محصولات سایر نقاط جهان نیستند.

به طور دقیق تر، علاوه بر نمک، میزان فروکتوز و گلوکز این گوجه ها متفاوت بوده است. اگر چه، با چشم غیرمسلح، این گوجه فرنگی ها ظاهری شبیه محصولات نقاط دیگر داشتند. تحلیل شیمیایی در این زمینه تفاوت ها را آشکار نمود. افزون بر آن، لیکوپن (Lycopene)، ماده مهم دیگری است که بر کیفیت و رنگ گوجه فرنگی ها تأثیر به سزایی دارد و باید در تحلیل ها مورد توجه قرار گیرد. اما این نکته مهم است که انجام آزمایش شیمیایی بر روی محصولات کشاورزی، تنها در مقاطع زمانی محدود قابل انجام است و نمی توان عملیات آزمایشگاهی را در قالب یک نظارت روزمره در مزارع و باغات ادامه داد.

در نهایت، پاسخ به مسأله بالا (نظارت بر ترکیب شیمیایی)، دستگاهی نوظهور بر پایه تکنیک های نوری (Optical) و قابلیت های نور مادون قرمز است که برای تعیین کیفیت و مزه گوجه فرنگی بدون نیاز به نمونه برداری از داخل گوجه فرنگی و ارسال به آزمایشگاه، مورد استفاده قرار می گیرد. داده های این حسگرهای مادون قرمز که به طور دائمی بر روی بخش های تصادفی شده ای از مجموعه گیاهان باغ نظارت دارند، در سامانه ای مرکزی تجزیه و تحلیل شده و نتایج به اطلاع باغ داران می رسد.

آینده کشاورزی هوشمند

هم زمان با رشد و بلوغ اینترنت اشیاء و هم چنین روش های تحلیل داده، این فناوری ها به عرصه های جدیدی از زندگی بشری نفوذ می کنند. چنین فناوری هایی می توانند زندگی عده بسیاری را متحول کنند، خصوصاً اگر حسگرها با هزینه قابل قبول به مصرف کنندگان ارائه شده، نگرانی ها در مورد طول عمر این ادوات مرتفع گردیده و دسترسی به اینترنت نیز برای تمام نقاط کشورها امکان پذیر گردد.