محققان مطالعه می کنند که چگونه هوش مصنوعی می تواند مدیریت علف های هرز را بهبود بخشد

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

پیشرفت‌ها در فناوری مدیریت علف‌های هرز می‌تواند اتکا به علف‌کش‌ها و کار دستی را کاهش دهد، اما یک بررسی جدید از دانشگاه می‌سی‌سی‌پی و دانشگاه کورنل نشان می‌دهد که این ابزارها هزینه‌های سنگین و چالش‌های بالقوه را نیز به همراه دارند.

استفان دوک، استاد پژوهشی در مرکز ملی تحقیقات محصولات طبیعی Ole Miss، گفت: لیزرها، ربات‌ها و سمپاش‌های دقیق می‌توانند «انقلاب سوم» مدیریت علف‌های هرز را ارائه دهند.

وی گفت: در 100 سال گذشته دو انقلاب در مدیریت علف های هرز رخ داده است: علف کش های مصنوعی و محصولات مقاوم به علف کش. "به نظر من مدیریت دقیق علف های هرز مبتنی بر هوش مصنوعی انقلاب بعدی خواهد بود.

این پتانسیل این را دارد که نحوه مدیریت محصولات خود را به شدت تغییر دهد."

دوک و لین سوسنوسکی، دانشیار دانشکده علوم گیاهی یکپارچه در دانشگاه کرنل، مزایا و چالش‌های بالقوه پیش روی مدیریت علف‌های هرز رباتیک را در بررسی منتشر شده در مجله Engineering شرح دادند. محققان بر روی سه فناوری نوظهور تمرکز کردند: لیزرهای هدایت شونده با هوش مصنوعی، کولتیواتورهای روباتیک و سمپاش های دقیق.

هر یک از سه فناوری که محققان بررسی کردند، برای شناسایی علف‌های هرز در ردیف‌های محصول، بر تجزیه و تحلیل تصویر در زمان واقعی متکی است. هنگامی که یک علف هرز شناسایی شد، ماشین آلات می توانند آن را با یک پرتو نور پرقدرت شلیک کنند، آن را با یک علف کش اسپری کنند یا به طور مکانیکی آن را از خاک خارج کنند.

Sosnoskie گفت: "دلایل زیادی برای مایل به بررسی فناوری جایگزین برای مدیریت علف های هرز وجود دارد." "یکی ایمنی محصول است. من در محصولات تخصصی کار می کنم و میوه ها و سبزیجات می توانند به ابزارهای علف کش بسیار حساس باشند، که می تواند ظهور محصول را به تاخیر بیندازد یا باعث آسیب یا توقف رشد محصولات شود.

ما این میزان آسیب را به گیاه می‌پذیریم زیرا نیاز به مهار علف‌های هرز بسیار مهم‌تر است. اما چیزی که در حال یافتن هستیم این است که با فناوری دقیق، می‌توانیم برخی و گاهی حتی همه علف‌کش‌ها را از محصول دور نگه داریم.»

دوک گفت: برای کشاورزان ارگانیک که از علف‌کش‌های مصنوعی استفاده نمی‌کنند، لیزر و خاک‌ورزی رباتیک می‌تواند به انهدام مزارع بزرگ بدون کار یدی شدید کمک کند.

وی گفت: کشاورزان ارگانیک ابزار مدیریت علف های هرز مناسبی ندارند. "آنها تا حد زیادی به کار دستی متکی هستند که هر روز گرانتر می شود و پیدا کردن آن دشوار است."

کاهش استفاده از علف کش ها همچنین می تواند قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی در مزارع را کاهش دهد. مطالعات نشان می دهد که اسپری کردن مقادیر زیادی علف کش بر روی محصولات در هر سال ممکن است به اکوسیستم محلی آسیب برساند.

سوسنوسکی گفت: «این چیزی است که می تواند برای افرادی که در این مزارع کار می کنند نیز مفید باشد. قرار گرفتن در معرض کمتر، محافظت از کارگران، به طور بالقوه کمتر باقیمانده در محصولات و ورود کمتر به محیط زیست - ارزش ها و مزایای بسیاری در ارتباط با پذیرش این فناوری وجود دارد.

دوک گفت: من در آلمان یک آشنا دارم که مشاور کشاورزان اروپایی است. او یک کشاورز ارگانیک در هلند را می شناسد که یکی از وجین کننده های لیزری روباتیک را به قیمت بیش از یک میلیون دلار خرید. او گفت که این کار او را به قدری از دردسر نجات داد که دومین مورد را خرید، اما این برای همه صدق نمی کند.

برخی از این کشاورزان که با محصولات با ارزش بالا کار می کنند، می توانند این مقدار هزینه کنند، اما بسیاری نمی توانند.»

به گفته محققان، در حالی که قیمت ماشین‌هایی که علف‌کش‌ها را دقیق‌تر استفاده می‌کنند، احتمالا با پذیرش بیشتر افراد از این فناوری کاهش می‌یابد، اما همچنان ممکن است خطر ارتقای تکامل و گسترش علف‌های هرز مقاوم به علف‌کش را داشته باشند. آنها گفتند که بسیاری از کشاورزان با علف‌های هرز مقاوم در برابر علف‌کش‌ها مواجه هستند و استفاده از علف‌کش کمتر و سمپاشی دقیق‌تر احتمالا این مشکل را برطرف نمی‌کند.

دوک گفت: «این بدان معنا نیست که هر علف هرز به هر علف‌کشی مقاوم است، اما علف‌های هرز زیادی در مقابل علف‌کش‌ها مقاوم هستند.» "این به یک مشکل واقعا بزرگ تبدیل شده است."

به طور مشابه، شخم زدن بیش از حد - مانند پنجه رباتیک - می تواند بر کیفیت خاک تأثیر بگذارد، و بسیاری از مدل های هوش مصنوعی که از سیستم های تشخیص زنده پشتیبانی می کنند، فقط بر روی محصولات خاص یا در محیط های خاص آموزش داده می شوند.

Sosnoskie گفت: «بسیاری از این شرکت‌ها غرب ایالات متحده را بسیار هدف قرار داده‌اند، زیرا مقدار زیادی از سبزیجات در آریزونا، کالیفرنیا، اورگان و واشنگتن تولید می‌شود، اما این آب و هوا در مقایسه با مثلا جنوب شرقی، بسیار متفاوت است. من با شرکتی کار کردم که الگوریتم اصلی آن یک گونه علف هرز خاص را از دست می داد: ابروسیا معمولی. خب، معلوم شد که آنها همان گونه های ابروسیا را در کالیفرنیا ندارند.

این بدان معناست که اگر یک پرورش‌دهنده سبزیجات در می‌سی‌سی‌پی، آلاباما یا منطقه بخواهد از این فناوری استفاده کند، باید مطمئن شویم که در این محیط و این علف‌های هرز آموزش دیده است.»

سوسنوسکی گفت که خود علف های هرز نیز می توانند در پاسخ به این فناوری تکامل یابند. اگر علف های هرزی که شبیه محصولات زراعی هستند - پدیده ای به نام تقلید محصول - زنده بمانند، می توانند تکثیر شوند و علف های هرز بیشتری بسازند.

سوسنوسکی گفت که با گذشت زمان، این امر می تواند به نفع علف های هرز باشد که قادر به فرار از ماشین های طراحی شده برای از بین بردن آنها هستند.

او گفت: «آنچه که من بحث می‌کردم این است که ما این فناوری را داریم که ما را از علف‌های هرز رها نمی‌کند. "با کنترل علف های هرز، ما همیشه باید به این فکر کنیم که علف هرز چگونه واکنش نشان می دهد یا تلاش می کند "برنده شود". ما باید نسبت به نحوه تفکر خود در مورد این مشکلات فعال باشیم."

لین ام. سوسنوسکی و همکاران، مدیریت علف‌های هرز هدایت‌شده با هوش مصنوعی با علف‌کش‌ها، لیزرها و کشت‌دهنده‌های رباتیک: فرصت‌ها، محدودیت‌ها و پیامدهای ناخواسته، مهندسی (2026). DOI: 10.1016/j.eng.2026.08.020

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →