مدیران شرکت نوامکانیکس (Novamechanics Ltd) معتقدند که ترکیب فناوری نانو و هوش مصنوعی می‌تواند به افزایش تولیدات کشاورزی کمک کرده و اثرات منفی زیست‌محیطی کشاورزی را نیز کاهش دهد.
ترکیب فناوری نانو و هوش مصنوعی برای کمک به صنعت کشاورزی
تقریباً ۱۱ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان از کشاورزی ناشی می شود. یکی از نگرانی‌ها، مربوط به انتشار اکسید نیتروژن است که ۳۰۰ برابر دی‌اکسید کربن در ایجاد گرمایش کره زمین قوی‌تر است. حدود ۷۰ درصد از انتشارات اکسید نیتروژن منبع انسانی از بخش کشاورزی تأمین می‌شود. کودهای نانویی پتانسیل باروری بیشتر محصولات را داشته و موجب کاهش انتشار اکسید نیتروژن می‌شود.
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که کشاورزی دقیق که در آن کشاورزان در زمان واقعی به تغییرات رشد محصولات با استفاده از فناوری نانو و هوش مصنوعی (AI) پاسخ می‌دهند، می‌تواند یک راه حل عملی برای چالش‌های تهدیدکننده امنیت غذایی جهانی باشد.
تغییرات آب و هوایی، افزایش جمعیت، تقاضای رقابتی برای تولید سوخت‌های زیستی و کاهش کیفیت خاک به معنای دشوارتر شدن شرایط برای تغذیه جمعیت رو به افزایش جهان است.
سازمان ملل تخمین می‌زند که ۸۴۰ میلیون نفر تا سال ۲۰۳۰ تحت تأثیر گرسنگی قرار بگیرند، اما محققان نقشه راهی را برای تلفیق کشاورزی هوشمند و فناوری نانو با قابلیت‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین تهیه کرده‌اند که می‌تواند به کاهش این چالش کمک کند.
یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری دانشگاه بیرمنگام با انتشار یافته‌های خود در نشریه Nature Plants، مراحل زیر را برای کمک گرفتن از هوش مصنوعی به‌منظور استفاده ایمن، پایدار و با مسئولیت پذیرتر از نانومواد مشخص کرده است:
- سرنوشت طولانی مدت نانومواد را در محیط‌های کشاورزی درک کنید. اینکه چگونه نانومواد می‌توانند با ریشه، برگ و خاک برهم‌کنش داشته باشند.
- ارزیابی تأثیر چرخه زندگی نانومواد در طولانی مدت روی اکوسیستم کشاورزی مانند اینکه چگونه استفاده مکرر از نانومواد بر خاک تأثیر می‌گذارد.
- اتخاذ رویکردی در سطح سیستم‌ها برای کشاورزی که قابلیت استفاده از فناوری نانو را داشته باشد. از داده‌های موجود در مورد کیفیت خاک، عملکرد محصول و بازده استفاده از مواد مغذی (NUE) برای پیش‌بینی چگونگی رفتار نانومواد در محیط استفاده کنید.
- از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای شناسایی ویژگی‌های کلیدی استفاده کنید که رفتار نانومواد را در محیط‌های کشاورزی کنترل می‌کند.
ایزولت لینچ، استاد علوم نانو زیست‌محیطی در دانشگاه بیرمنگام می‌گوید: «برآوردهای فعلی نشان می‌دهد که نزدیک به ۶۹۰ میلیون نفر در جهان گرسنه هستند که تقریباً نه درصد از جمعیت کره زمین را در بر می‌گیرد. یافتن راه حل‌های پایدار کشاورزی برای این مشکل، ما را ملزم می‌کند که از رویکردهای جدید جسورانه استفاده کنیم و دانش را از زمینه‌های مختلف مانند علوم مواد و انفورماتیک ادغام کنیم. کشاورزی دقیق، با استفاده از فناوری نانو و هوش مصنوعی، فرصت‌های مهیجی را برای تولید پایدار مواد غذایی فراهم می‌کند. ما می‌توانیم مدل‌های موجود برای چرخه مواد مغذی و بهره‌وری محصولات را با رویکردهای نانو انفورماتیک پیوند دهیم تا به بهبود محصولات و خاک کمک کنیم و عملکرد با اطمینان، پایدار و مسئولیت‌‌پذیر داشته باشیم.»
یک تیم تحقیقاتی متشکل از متخصصان آکادمی نظامی یونان، در واری یونان به همراه شرکت نوامکانیکس (Novamechanics Ltd)، در نیکوزیا قبرس معتقدند که فناوری نانو پتانسیل زیادی برای تقویت کشاورزی از چهار طریق اصلی ارائه می‌دهد:
- بهبود نرخ تولید و عملکرد محصول؛
- تقویت سلامت خاک و مقاومت گیاه؛
- بهبود کارایی منابع، مانند کود و کاهش آلودگی؛
- ایجاد گیاهان حسگر هوشمند که بتواند کشاورزان را از فشارهای محیطی آگاه کند.
دکتر پنگ ژانگ می‌گوید: «رویکردهای محاسباتی از جمله هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی نقش مهمی در پیشبرد پیشرفت کشاورزی با قابلیت استفاده از فناوری نانو خواهد داشت. چنین رویکردهایی در حال حاضر آغاز شده است. به‌دست آوردن پذیرش نظارتی برای ارزیابی ایمنی نانومواد، اجازه می‌دهد تا نانومواد ایمن را برای محصولات مصرفی و دارویی تولید کنید. ادغام هوش مصنوعی و فناوری نانو در کشاورزی دقیق نقش حیاتی در بررسی عوامل طراحی نانومواد برای استفاده در کود و سموم دفع آفات برای اطمینان از حداقل تأثیرات بر سلامت خاک همراه با حداقل نانومواد باقی‌مانده در قسمت‌های بافت خوراکی خواهد داشت.»
