هوش مصنوعی و کشاورزی هوشمند؛ ضرورت یکپارچه‌سازی داده‌ها و تدوین الگوی کشت برای عبور از بحران‌های منابع طبیعی

به گزارش روابط عمومی و اطلاع‌رسانی فرهنگستان علوم، در شرایطی که کشور با چالش‌های جدی همچون محدودیت منابع آب، فرسایش خاک، تغییرات اقلیمی و ضرورت افزایش بهره‌وری تولیدات کشاورزی روبه‌رو است، هوش مصنوعی به عنوان یکی از فناوری‌های کلیدی انقلاب صنعتی چهارم، ظرفیت تحول‌آفرینی عمیق در بخش کشاورزی و صنعت غذا را داراست.

بر همین اساس، گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی فرهنگستان علوم به پیشنهاد شاخه ماشین‌های کشاورزی این گروه، با هدف تبیین و برجسته‌سازی ضرورت به‌کارگیری و گسترش استفاده از هوش مصنوعی در بخش کشاورزی، نشست سخنرانی و میزگردی با عنوان «کاربرد فناوری‌های نوین تشخیص با تلفیق روش‌های هوش مصنوعی در کشاورزی و صنعت غذا» را به صورت حضوری و مجازی برگزار کرد که منجر به صدور بیانیه‌ای جامع شد.

در بیانیه صادرشده، گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی فرهنگستان علوم راهکارهای عملی برای مقابله با چالش‌های توسعه فناوری‌های نوظهور هوش مصنوعی در کشاورزی را ارائه کرده است.

در این بیانیه تأکید شده است که به‌کارگیری هوش مصنوعی در کشاورزی نه‌تنها امکان بهینه‌سازی مصرف منابع و نهاده‌ها را فراهم می‌کند، بلکه در دستیابی به امنیت غذایی پایدار، افزایش درآمد کشاورزان و حفظ محیط زیست نقش اساسی دارد.

بر اساس این بیانیه، الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های ماهواره‌ای، هواشناسی و خاک می‌توانند پیش‌بینی دقیق عملکرد محصول را ارائه داده و موجب کاهش مصرف آب شوند. همچنین تجربه جهانی نشان می‌دهد کشورهایی که از این فناوری بهره گرفته‌اند، افزایش بهره‌وری کشاورزی را تجربه کرده‌اند.

در ایران نیز با توجه به تنوع اقلیمی و ظرفیت‌های طبیعی، استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند سالانه صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف آب ایجاد کرده و بدون افزایش سطح زیرکشت، تولید محصولات راهبردی را افزایش دهد. این فناوری با ادغام در سیستم‌های آبیاری هوشمند، تشخیص آفات و بیماری‌ها و مدیریت زنجیره تأمین، کشاورزی را از سنتی به دانش‌بنیان ارتقا داده و زمینه اشتغال‌زایی برای نسل جوان متخصص را فراهم می‌کند.

در حال حاضر پروژه‌هایی به صورت آزمایشی در کشور در حوزه هوشمندسازی کشاورزی در حال اجراست که از جمله آن می‌توان به همکاری مشترک ستاد توسعه فناوری‌های اقتصاد دیجیتال و هوشمندسازی معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری و وزارت جهاد کشاورزی اشاره کرد.

با این حال، چالش‌های متعددی در مسیر توسعه هوش مصنوعی در کشاورزی وجود دارد. از جمله مهم‌ترین آنها پراکندگی و عدم دسترسی آزاد به داده‌های کلیدی آب و خاک است.

بانک‌های اطلاعاتی در سازمان‌هایی مانند وزارت جهاد کشاورزی، وزارت نیرو، سازمان حفاظت محیط زیست، سازمان جنگل‌ها، مراتع و آبخیزداری و پژوهشگاه‌های ملی فاقد یکپارچگی هستند، در دسترس عموم قرار ندارند و اطلاعات مرکز آمار ایران نیز با دستگاه‌های مرتبط هماهنگی کافی ندارد.

این پراکندگی داده‌ها مانع آموزش مدل‌های قدرتمند هوش مصنوعی می‌شود، زیرا این فناوری نیازمند داده‌های دقیق، حجیم و باکیفیت است.

همچنین کمبود زیرساخت‌های دیجیتال در مناطق روستایی، کمبود نیروی انسانی متخصص، نبود چارچوب‌های حقوقی برای حفاظت از داده‌ها و مالکیت معنوی، مقاومت فرهنگی برخی کشاورزان سنتی و هزینه‌های اولیه بالا از دیگر موانع توسعه این فناوری عنوان شده است.

در بخش دیگری از بیانیه، تدوین الگوی کشت بهینه به عنوان یکی از مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی در کشور مطرح شده است.

در شرایط فعلی، تمرکز الگوی کشت بر محصولات پرآب‌بر در مناطق نامناسب موجب اتلاف منابع و کاهش سودآوری شده است.

هوش مصنوعی می‌تواند با ادغام داده‌های آب، خاک، هواشناسی، بازار و اقتصاد، الگوی کشت پویا و منطقه‌ای تدوین کند.

در بخش اجرایی این بیانیه تأکید شده است که جمع‌آوری و یکپارچه‌سازی داده‌ها از طریق گردآوری داده‌های لایه‌ای شامل نقشه‌های خاک، ایستگاه‌های هیدرولوژیکی، داده‌های ماهواره‌ای و پیش‌بینی‌های اقلیمی سازمان هواشناسی، گام نخست در تدوین الگوی کشت مبتنی بر هوش مصنوعی محسوب می‌شود. در ادامه، آموزش مدل‌های هوش مصنوعی و بهره‌گیری از آن برای تحلیل داده‌ها ضروری دانسته شده است.

بر اساس این چارچوب، در مرحله بعد بهینه‌سازی چندگانه با هدف حداکثرسازی سود اقتصادی، حداقل‌سازی مصرف آب و حفظ خاک مورد تأکید قرار گرفته است. همچنین پیاده‌سازی و نظارت بر این فرایند از طریق توسعه اپلیکیشن‌های موبایلی ویژه کشاورزان که الگوی کشت پیشنهادی را بر اساس موقعیت جغرافیایی ارائه دهند، از جمله راهکارهای اصلی اجرای الگوی کشت مبتنی بر هوش مصنوعی در کشور عنوان شده است.

در ادامه، برای تحقق این ظرفیت‌ها، همکاری میان سازمان‌های مختلف کشور دارای اطلاعات آب و خاک ضروری دانسته شده و پیشنهاد شده است کارگروه ملی تحت نظارت دفتر ریاست جمهوری و با حضور نمایندگان وزارت جهاد کشاورزی، وزارت نیرو، سازمان حفاظت محیط زیست، سازمان برنامه و بودجه و وزارت ارتباطات تشکیل شود. این کارگروه مأمور تدوین پروتکل‌های مبتنی بر داده و راه‌اندازی یک پلتفرم ملی مانند «کشاورزی هوشمند ایران» خواهد بود.

این بیانیه همچنین همسو با اسناد بالادستی کشور تدوین شده است. در برنامه هفتم توسعه کشور (۱۴۰۲–۱۴۰۶)، بندهای مرتبط با تحول دیجیتال (ماده ۶۹) و امنیت غذایی (فصل ۱۰)، بر استفاده از فناوری‌های نوین از جمله هوش مصنوعی در کشاورزی تأکید دارد. همچنین سیاست‌های کلی نظام در حوزه هوش مصنوعی (مصوب مجمع تشخیص مصلحت نظام، ۱۴۰۲) دستیابی به جایگاه برتر جهانی در این حوزه را هدف‌گذاری کرده و کشاورزی را یکی از حوزه‌های اولویت‌دار معرفی می‌کند. در سند ملی هوش مصنوعی (مصوب شورای عالی انقلاب فرهنگی، ۱۴۰۲) نیز بر ایجاد زیرساخت‌های داده‌ای باز و تربیت متخصصان تأکید شده است. افزون بر این، برنامه ملی کشاورزی پایدار و سیاست‌های کلی اقتصاد مقاومتی ابلاغی مقام معظم رهبری، بر بهینه‌سازی منابع آب و خاک و افزایش بهره‌وری تأکید دارند. در این چارچوب، اجرای این بیانیه به عنوان تعهد عملی به اسناد بالادستی تلقی می‌شود.

در بخش دیگری از بیانیه، پیشنهادهای عملیاتی برای توسعه هوش مصنوعی در کشاورزی در سه حوزه زیرساختی، حمایتی و آموزشی ارائه شده است.

1- تصویب قانون دسترسی آزاد به داده‌های آب و خاک: الزام سازمان‌های ذیربط به انتشار داده‌ها در پلتفرم ملی با استانداردهای بین‌المللی.

2- تشکیل مرکز ملی الگوی کشت هوشمند: وابسته به وزارت جهاد کشاورزی، مجهز به ابر رایانه و متخصصان هوش مصنوعی برای تدوین و نظارت بر الگوی کشت در استان‌های کشور.

3- همکاری‌های بین‌المللی: انعقاد تفاهم‌نامه با کشورهایی مانند چین و هند برای انتقال دانش هوش مصنوعی در کشاورزی.

1- ایجاد صندوق ملی هوش مصنوعی کشاورزی از محل صرفه‌جویی‌های آبی، برای حمایت از استارت‌آپ‌ها و پروژه‌های پژوهشی.

2- حمایت‌های مالی و تشویقی: وام‌های کم‌بهره برای کشاورزان پیشرو، معافیت مالیاتی برای شرکت‌های هوش مصنوعی کشاورزی، و جوایز سالانه برای نوآوری‌ها.

1- برنامه آموزش ملی: تربیت متخصصان هوش مصنوعی در کشاورزی تا پایان برنامه هفتم، از طریق دانشگاه‌ها و با همکاری بخش خصوصی.

2- توانمندسازی کشاورزی از طریق آموزش مستمر به کشاورزان، مشوق‌های اجتماعی و اقتصادی و شبکه‌های تعاونی به منظور ترویج و گسترش فناوری‌های هوش مصنوعی در کسب و کار کشاورزی.

در پایان تأکید شده است که مجموعه مدیریتی کشور با اجرای این راهکارها، نه‌تنها کشاورزی ایران را به کانون نوآوری منطقه‌ای تبدیل خواهد کرد، بلکه گامی بلند در مسیر پیشرفت و تحقق عدالت نیز برخواهد داشت.

لازم به ذکر است در آغاز جلسه، دکتر حسن احمدی رئیس گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی فرهنگستان، ضمن خیرمقدم به حضار، جلسه را افتتاح و در مطالبی در خصوص اهمیت هوشمندسازی در کشاورزی بیان کرد. سپس دکتر سید سعید محتسبی به عنوان رئیس شاخه ماشین‌های کشاورزی فرهنگستان، ضمن بیان پتانسیل‌های هوشمندسازی بخش کشاورزی در ایران، سخنران جلسه را معرفی کرد.

در ادامه، دکتر مهدی قاسمی ورنامخواستی، همکار مدعو شاخه ماشین‌های کشاورزی گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی فرهنگستان علوم و استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، سخنرانی خود را با تبیین راهکارهای به‌کارگیری هوش مصنوعی در کشاورزی ایران ارائه کرد.

پس از سخنرانی، در بخش دوم نشست میزگردی تخصصی با حضور صاحبنظران برگزار شد که در آن دیدگاه‌ها و نظرات مختلف مطرح و جمع‌بندی مباحث منجر به صدور این بیانیه‌ شد.