سیستم‎های خبره در کشاورزی هوشمند

اخیرا فناوری اطلاعات و ارتباطات حضور فعالی در بخش کشاورزی پیدا کرده‎ است. IT و ICT تلاش دارند تا با استفاده از تکنولوژی‎های پیشرفته‎ای همچون سیستم‎های خبره ، یک کشاورزی هوشمند را بوجود آورند.

همچنین کشاورزی هوشمند هم سعی دارد با استفاده از تجهیزات هوشمند و تکنولوژی‎های مدرن، بهره‎وری را افزایش داده و تلفات محصولات و منابع را کاهش دهد. معمولا کشاورزان از آخرین فناوری‎ها بی‎اطلاع هستند، به همین دلیل سیستم‎های خبره(Expert System) می‎توانند به کمک کشاورزان بیایند و کار کشاورزان را در مواجه با فناوری‎های پیشرفته تسهیل کنند.

مهمترین عواملی که باعث متضرر شدن کشاورزان در سیستم‎های سنتی می شود عبارتند از:

1. تاخیر در کاشت و کیفیت پایین بذر
2. خطرات زیست محیطی و بارندگی‎ها
3. حملات حشرات و آفات غیرقابل پیش‎بینی
4. آلودگی‎های خاک و مشکلات آب
5. برداشت‎های غیرحرفه‎ای محصولات
6. مصرف بیش از حد کود و حشره‎کش‎ها
7. فقدان تجهیزات و ماشین‎آلات هوشمند
8. ناسازگاری محصولات با محیط کشت

سیستم‎های خبره می توانند با استفاده از پایگاه‎های دانش و تجهیزات اینترنت اشیا ، بهترین تصمیمات هوشمندانه را در کوتاه‎ترین زمان‎ها بگیرند. چنین سیستم‎هایی می‎توانند برای اقدامات پیشگیرانه در کنترل آفات و حشرات موذی موثر باشند. با کمک این سیستم‎ها، تلفات به حداقل ممکن خواهد رسید.

سیستم‎های خبره مبتنی بر اینترنت اشیا

اینترنت اشیا یک مفهوم گسترده است که بر اشیایی اشاره دارد که به اینترنت متصل هستند و رفتاری هوشمندانه از خود بروز می‎دهند. این اشیا قابلیت تعامل با انسان‎ها، اشیا دیگر،‎ ماشین‎آلات و حتی حیوانات را دارند. اینترنت اشیا به دنبال اتصال همه انسان‎ها و اشیا به شبکه می‎باشد. این اتصالات انبوه باعث افزایش تعاملات می‎شود.

ازطرفی‎دیگر، افزایش تعاملات باعث جمع‎آوری حجم عظیمی از داده‎های خام می‎شود. این داده‎ها می توانند خوراک اصلی یک سیستم خبره(Expert System) باشند. سیستم‎های خبره مبتنی بر IoT، داده‎های خود را از اشیا هوشمند دریافت خواهند کرد. چنین سیستم‎هایی می‎توانند پس از دریافت داده‎ها با توجه به مدل‎ها و الگو‎های دقیقی که دارند در لحظه بهترین تصمیمات را بگیرند.

معمولا سنسورها وظیفه جمع‎آوری داده‎های محیطی را برعهده دارند. داده‎های جمع‎آوری شده از سنسورها به یک دروازه(gateway) ارسال می‎شود و در آنجا تجمیع می‎شوند. داده‎ها با استفاده از فیلترهای نرم‎افزاری تمییز (Clean Data)، یکپارچه سازی و دسته‎بندی می‎شوند. سپس داده‎ها به یک سروری ارسال می‎شوند که برروی آن، یک سیستم خبره مستقر می‎باشد.

الگوریتم سیستم خبره با سرعت بالا به پردازش داده ها و انطباق آنها با الگوهای خود می‎پردازد. سپس بهترین تصمیم در کسری از ثانیه گرفته می‎شود و به اطلاع سنسورهای هوشمند می‎رسد. اشیا هوشمند دستورات سیستم خبره را با دقت بالایی اجرا می‎کنند و نتایج عملیات خود را برای سیستم‎های خبره بازارسال می‎کنند.

بروزرسانی پایگاه دانش سیستم خبره

یک سیستم خبره با استفاده از اطلاعات مبادله شده و نتایج جدیدی که بدست می‎آید، به بروزرسانی پایگاه دانش و مدل‎های خود می‎پردازد. بدین شکل با یک همکاری متقابل بین اشیای هوشمند و سیستم خبره، تصمیمات بصورت مستمر بهبود می‎یابد و عملکرد کلی سیستم ارتقاء می‎یابد.

سیستم‎های خبره مبتنی بر اینترنت اشیا دارای ویژگی های زیر می باشند:

• دانش محور
• عملگرا
• توجه به سوابق و مدل‎های قبلی
• تسهیل امور
• ارائه رابط کاربری مناسب برای کشاورزان

مراحل کار یک Expert System

1. کسب دانش: یک سیستم خبره برای ادامه حیات خود نیاز به دانش دارد. این دانش با استفاده از حسگرهای هوشمند محیطی درباره آفات، حشرات، بیماری‎ها، علف‎های هرز، میزان رشد، آبیاری و … بدست می‎آید.
2. جمع‎آوری داده: سنسورهای محیطی وظیفه جمع‎آوری اطلاعات و ارسال آنها به سرور را برعهده دارند. سرور به آنالیز داده و صدور دستورالعمل‎ها می‎پردازد.
3. بروزرسانی پایگاه دانش: یک پایگاه دانش نیاز دارد تا بصورت مستمر بروزرسانی گردد. این مرحله از مهمترین مراحل حیات یک سیستم خبره است. یک سیستم خبره بایستی با کمک مدل‎های یادگیری بصورت مستمر شرایط خود را بهبود دهد.