Ψηφιακά εργαλεία για την επανάσταση στη γεωργία

Οι παραγωγοί γεωργικών προϊόντων αντιμετωπίζουν μια διπλή πρόκληση, την αύξηση της παραγωγής για έναν αυξανόμενο παγκόσμιο πληθυσμό, με ταυτόχρονη μείωση των αρνητικών επιπτώσεων στο περιβάλλον. Τα ψηφιακά εργαλεία και η τεχνητή νοημοσύνη (AI) μπορούν να βοηθήσουν τη βιώσιμη παραγωγή, αλλά οι αγρότες πρέπει να σταθμίσουν τις ευκαιρίες και τους κινδύνους όταν αποφασίζουν αν θα υιοθετήσουν τέτοια εργαλεία.

Σε μια νέα εργασία, με τίτλο «Ψηφιακός μετασχηματισμός για μια βιώσιμη γεωργία στις Ηνωμένες Πολιτείες: Ευκαιρίες και προκλήσεις», ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις πρότειναν μια μέθοδο για τη μέτρηση της προθυμίας των αγροτών να υιοθετήσουν ψηφιακά γεωργικά εργαλεία.

Η μελέτη διερευνά μια ποικιλία προκλήσεων βιωσιμότητας για τη γεωργία των ΗΠΑ και γιατί είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν αυτές οι προκλήσεις με τις συμβατικές τεχνολογίες.

Η εργασία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Agricultural Economics.

Υιοθέτηση ψηφιακών εργαλείων στη γεωργία

«Οι ψηφιακές τεχνολογίες και οι τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να παίξουν ρόλο στο να μας οδηγήσουν σε ένα πιο βιώσιμο μέλλον, αλλά υπάρχουν εμπόδια στη χρήση», εξήγησε η Madhu Khanna, Καθηγήτρια Γεωργικής και Καταναλωτικής Οικονομίας (ACE) και Διευθυντής του Ινστιτούτου για την Αειφορία, την Ενέργεια και το Περιβάλλον. (iSEE) στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις.

«Οι αγρότες είναι συνήθως προσεκτικοί στην υιοθέτηση της νέας τεχνολογίας μέχρι να αποδειχθούν καλά τα οφέλη και να μειωθούν οι αβεβαιότητες και να δουν τους γείτονές τους και άλλους συνομηλίκους να υιοθετούν».

Οι συγγραφείς της εργασίας ανήκουν όλοι στο Κέντρο Ψηφιακής Γεωργίας (CDA) και στο Ινστιτούτο AIFARMS του Εθνικού Ινστιτούτου Τροφίμων και Γεωργίας του USDA/National Science Foundation στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις. Αυτά τα έργα στοχεύουν στην προώθηση της εφαρμογής της Τεχνητής Νοημοσύνης προς ένα μέλλον βιώσιμης γεωργίας.

Οφέλη της ψηφιακής γεωργίας

Τα ψηφιακά εργαλεία μπορούν να προσφέρουν κατευθυντήριες γραμμές διαχείρισης για συγκεκριμένες τοποθεσίες και να συγκεντρώνουν μεγάλες ποσότητες πληροφοριών, επιτρέποντας την αύξηση της αποδοτικότητας της παραγωγής και τη μείωση της περιβαλλοντικής βλάβης. Εργαλεία όπως τα συστήματα άρδευσης ακριβείας μπορούν να παρακολουθούν τις συνθήκες της καλλιέργειας και του εδάφους για να εξασφαλίσουν πότισμα ειδικά για την τοποθεσία. Πληροφορίες σχετικά με την υγεία των καλλιεργειών και τη γονιμότητα του εδάφους μπορούν να παρέχονται από την τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθήσουν στην προσαρμογή των ρυθμών εφαρμογής εισροών και στη μείωση της απορροής αζώτου.
 

Τα ψηφιακά εργαλεία μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση των ελλείψεων σε αγροτικό εργατικό δυναμικό. Τα μικρά ρομπότ που μπορούν να κινούνται κάτω από το θόλο μπορούν να διευκολύνουν τη σπορά, τη διάγνωση, τη λίπανση σε συγκεκριμένο χώρο και τη μηχανική απομάκρυνση των ζιζανίων για τη μείωση της χρήσης φυτοφαρμάκων. Η υγεία του εδάφους μπορεί επίσης να βελτιωθεί με ρομπότ κάτω από θόλο, καθώς μπορούν να φυτέψουν καλλιέργειες μεταξύ των σειρών.

Εμπόδια στην υιοθέτηση τεχνολογίας

Αν και αυτά τα καινοτόμα εργαλεία προσφέρουν οφέλη όπως χαμηλότερο κόστος και βελτιωμένη απόδοση, απαιτούνται αρχικές επενδύσεις και οι αγρότες πρέπει να αποκτήσουν νέες δεξιότητες και γνώσεις για να τα λειτουργήσουν. Πολλά ψηφιακά εργαλεία βρίσκονται ακόμη σε πρώιμα στάδια ανάπτυξης και τα αποτελέσματα μπορεί να μην είναι στιγμιαία. Η ομάδα διαπίστωσε ότι υπάρχουν περιορισμένα προγράμματα ανταμοιβής για την αποδοχή αυτών των εργαλείων από τους αγρότες και συχνά δεν επαρκούν για να καλύψουν το κόστος της υιοθεσίας.

«Η υπάρχουσα έρευνα δείχνει ότι εκτός από οικονομικούς παράγοντες, μεγάλο ρόλο στην υιοθέτηση της τεχνολογίας παίζουν και οι παράγοντες συμπεριφοράς. Παρόλο που κάτι μπορεί να φαίνεται κερδοφόρο, συχνά υπάρχουν κρυφά κόστη ή κρυφά εμπόδια, όπως ανησυχίες για τον κίνδυνο ή πόσος χρόνος μπορεί να χρειαστεί για να επιστραφεί η απόσβεση. Είναι σημαντικό να λάβουμε υπόψη όλους αυτούς τους παράγοντες συμπεριφοράς καθώς σκεφτόμαστε την εφαρμογή αυτών των νέων τεχνολογιών», δήλωσε ο Khanna.

Πρόβλεψη προθυμίας για υιοθέτηση πρακτικών ψηφιακής γεωργίας

Αντί να επικεντρωθεί στην υιοθέτηση τεχνολογίας που έχει ήδη συμβεί όπως σε προηγούμενες μελέτες, η ομάδα του Khanna ανέπτυξε μια νέα προσέγγιση για την πρόβλεψη της προθυμίας υιοθέτησης των ψηφιακών εργαλείων, με βάση τη δυναμική ανάλυση.

«Συνιστούμε τον συνδυασμό μεθόδων που βασίζονται σε έρευνες με χωρικές και χρονικές μεθόδους προσομοίωσης υπολογιστή όπου μπορούμε να μοντελοποιήσουμε την επίδραση των αποφάσεων υιοθεσίας στο οικοσύστημα. Αυτό μας επιτρέπει να συλλάβουμε το βρόχο ανατροφοδότησης μεταξύ των αποφάσεων σήμερα και των περιβαλλοντικών αποτελεσμάτων αύριο, το οποίο στη συνέχεια επηρεάζει τις επόμενες αποφάσεις», δήλωσε ο Shadi Atallah, Αναπληρωτής Καθηγητής στο ACE και συν-συγγραφέας της εργασίας.

«Για παράδειγμα, η διαχείριση της αντοχής στα ζιζανιοκτόνα μακροπρόθεσμα με τη χρήση ρομπότ για μη χημικό βοτάνισμα δείχνει πόσο δυναμικά είναι το κόστος και τα οφέλη. Τα αποτελέσματα επηρεάζονται από τις αποφάσεις που λαμβάνουν οι αγρότες, καθώς και από τις αποφάσεις που λαμβάνουν οι γείτονές τους».

Οι ερευνητές παρουσίασαν στους αγρότες κάρτες επιλογής που περιγράφουν μια ποικιλία σεναρίων, όπως το τι κάνουν οι γείτονες, το επίπεδο των ζιζανίων και το κόστος της τεχνολογίας. Για την έρευνα, σε κάθε συμμετέχοντα δόθηκε ένα υποσύνολο καρτών που παρουσίαζαν διαφορετικούς συνδυασμούς. Στη συνέχεια, τα δεδομένα από την έρευνα συνδυάζονται με μοντελοποίηση βασισμένη σε πράκτορες, η οποία καταγράφει μεμονωμένες διαφορές σε επίπεδο αγρότη και όχι σε επίπεδο πληθυσμού. Τα δυναμικά αποτελέσματα των αποφάσεων των αγροτών με την πάροδο του χρόνου μοντελοποιούνται στη συνέχεια με προσομοιώσεις υπολογιστή.

«Με λίγα λόγια, υποστηρίζουμε την απομάκρυνση από τη στατική ανάλυση σε πιο χωρικά δυναμική ανάλυση της υιοθεσίας και διεξάγουμε υπολογιστικά πειράματα σχετικά με το πώς η πολιτική θα επηρεάσει την υιοθέτηση τεχνολογιών για μια πιο βιώσιμη γεωργία», κατέληξε ο Atallah.

Οι ερευνητές διεξάγουν επί του παρόντος μια έρευνα για την υιοθέτηση νέας τεχνολογίας για καλλιέργειες κάλυψης με ένα τυχαίο δείγμα αγροτών.

Πηγή: www.innovationnewsnetwork.com