Η γεωργία είναι σχεδόν τόσο παλιά όσο και η ανθρωπότητα. Μαζί με το κυνήγι, την αλιεία και τη συλλογή, η γεωργία και η καλλιέργεια ασκούνται ευρέως από πρωτόγονους χρόνους και αποτέλεσαν τους βασικούς πυλώνες της οικονομίας σε όλους τους αρχαίους πολιτισμούς. Η ανθρώπινη φύση παραμένει η ίδια και, καθώς η ασιτία δεν είναι επιλογή για τη συντριπτική πλειονότητα των ανθρώπων, η γεωργία δεν χάνει τη σημασία της, συνεχίζοντας να τροφοδοτεί τη διαρκώς αυξανόμενη ανθρωπότητα.
Ως δραστηριότητα αιώνων, η σύγχρονη γεωργία βιώνει ταχεία και βαθιά αλλαγή που προκαλείται από πολλούς κοινωνικούς παράγοντες και τεχνολογικές τάσεις. Η αύξηση του πληθυσμού της Γης δημιουργεί έκρηξη της ζήτησης τροφίμων, η οποία με τη σειρά της επιφέρει αύξηση τιμών των αγροτικών προϊόντων, επαναξιολόγηση εμπορικών πολιτικών, μεταβολές στις εφοδιαστικές αλυσίδες και αναδιαμόρφωση των παραδοσιακών οδών διανομής τροφίμων.
Παρά τη συνολική αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού, ο αριθμός των εργαζομένων στη γεωργία βρίσκεται σε σταθερή πτώση, προμηνύοντας ακόμη μεγαλύτερη έλλειψη εργατικών χεριών στην επόμενη δεκαετία. Επιπλέον, η γενικευμένη στροφή προς τα βιολογικά και βιώσιμα παραγόμενα τρόφιμα, ιδιαίτερα αισθητή στις δυτικές χώρες, σημαίνει ότι δίνεται μεγαλύτερη προσοχή στη σπορά και τη συγκομιδή, προσθέτοντας νέες διαστάσεις στον ορισμό της σύγχρονης γεωργίας.
Τελικά, η σύγχρονη γεωργία βρίσκεται μπροστά σε ένα δίλημμα. Οι αγρότες επιδιώκουν να παράγουν υψηλότερης ποιότητας καλλιέργειες σε μεγαλύτερες ποσότητες, αλλά ο αριθμός των διαθέσιμων χεριών που απαιτούνται συρρικνώνεται συνεχώς, με ελάχιστες πιθανότητες να αλλάξει αυτό σύντομα. Καθώς ο εισερχόμενος κύκλος εργαζομένων στη γεωργία εξαντλείται, η μόνη εναλλακτική είναι η χρήση πιο αποδοτικών εργαλείων.
Γεωργικός μηχανισμός και αυτοματοποιημένη καλλιέργεια
Στον σημερινό κόσμο, ο αυτοματισμός κυριαρχεί. Αξιοποιείται σε πληθώρα τομέων – από τα έπιπλα γραφείου και τη μηχανοποίηση του οικιακού περιβάλλοντος μέχρι την ιατρική και διάφορες βιομηχανίες. Η γεωργία δεν αποτελεί εξαίρεση: τα σύγχρονα γεωργικά εργαλεία και ο αυτοματισμός στη γεωργία μπορούν να εξορθολογίσουν τον κύκλο παραγωγής καλλιεργειών, καθιστώντας τον πιο αποδοτικό και λιγότερο απαιτητικό σε εργασία.
Αυτή η στροφή προς την αυτοματοποίηση της γεωργίας έγινε ιδιαίτερα εμφανής στο νέο χιλιετηρίο, με περισσότερα κεφάλαια να κατευθύνονται σε γεωργικά startups και αυτοματοποιημένα συστήματα εκμετάλλευσης. Το TechCrunch εκτίμησε τις κεφαλαιουχικές επενδύσεις σε τέτοιες εταιρείες στο εντυπωσιακό ποσό των 1,5 δισ. δολαρίων το 2017, δηλαδή επτάμισι φορές περισσότερα από δέκα χρόνια πριν. Ο αριθμός των startups παρουσιάζει επίσης σημαντική αύξηση, με 160 εταιρείες αυτοματισμού στη γεωργία να διεκδικούν χρηματοδότηση σε σύγκριση με 31 in 2007.
Ο κατάλογος των σύγχρονων τεχνικών στη γεωργία καλύπτει όλες τις πτυχές της παραγωγής καλλιεργειών. Κάποιες εταιρείες εισάγουν λογισμικό που επιτρέπει αποτελεσματική διαχείριση σπόρων και λιπασμάτων, καθώς και έλεγχο εδάφους και άρδευσης μέχρι και πρόβλεψη απόδοσης. Άλλα startups προσφέρουν drones που δεν χρησιμοποιούνται μόνο για επιτήρηση, αλλά μπορούν να εφαρμόζουν από αέρος θεραπείες στις καλλιέργειες όπως λιπάσματα, φυτοφάρμακα, ζιζανιοκτόνα κ.λπ. Άλλοι σχεδιάζουν και χρησιμοποιούν αυτοματοποιημένο γεωργικό εξοπλισμό με μια σειρά εφαρμογών – από κοχλίες σιτηρών, θεριζοαλωνιστικές και αυτοματοποιημένα τρακτέρ μέχρι ρομπότ συγκομιδής φρούτων.
Όσο ελκυστικές κι αν φαίνονται αυτές οι προοπτικές, οι αγρότες συνειδητοποιούν ότι η αυτοματοποιημένη γεωργία δεν ξεκινά με τον σύγχρονο εξοπλισμό αλλά με την κατάλληλη πληροφορία και αναγνώριση, δηλαδή τη συλλογή δεδομένων.
Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων: Αφήστε τις μηχανές να δουλέψουν για εσάς
Ακριβείς πληροφορίες για την κατάσταση της εκμετάλλευσής σας παρέχονται από αισθητήρες. Για παράδειγμα, απομακρυσμένοι αισθητήρες της CropX τοποθετούνται σε όλο το χωράφι για να ειδοποιούν τους αγρότες για ανεπαρκή κατάσταση του εδάφους, όπως έλλειψη υγρασίας. Ωστόσο, ο αυτοματισμός στη γεωργία καθιστά περιττή την άμεση ανάδραση από τον αγρότη, καθώς τα αυτοματοποιημένα συστήματα περιλαμβάνουν άλλες συσκευές συνδεδεμένες με τους αισθητήρες και τα όργανα, ώστε να αντιδρούν στα δεδομένα ακολουθώντας προκαθορισμένα βήματα και διαδικασίες. Έτσι, το σύστημα άρδευσης ενεργοποιείται και μεταφέρει νερό όταν και όπου χρειάζεται περισσότερο.
Αυτή η σύγχρονη γεωργική τεχνολογία ονομάζεται Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) και δεν απαιτεί την παρουσία ανθρώπου για τον έλεγχο διαφόρων γεωργικών διεργασιών. Αντίθετα, οι αισθητήρες, τα όργανα και οι μηχανές λειτουργούν αυτόνομα, συνδεδεμένα μεταξύ τους μέσω κινητού δικτύου, κινητού διαδικτύου, Bluetooth ή άλλου είδους ασύρματης σύνδεσης. Η εφαρμογή του IoT σε μια αυτοματοποιημένη εκμετάλλευση προσφέρει βελτιστοποίηση παροχής πόρων και μέγιστη αποδοτικότητα στην ακριβείας γεωργία, οδηγώντας σε υψηλότερες αποδόσεις καλλιεργειών καλύτερης ποιότητας.
Ο αυτοματοποιημένος γεωργικός εξοπλισμός που είναι συνδεδεμένος μέσω του διαδικτύου αναμένεται να εμφανίσει αύξηση 20% τα επόμενα χρόνια, λόγω του δυναμικού του να χρησιμοποιείται σε κάθε στάδιο της αξιακής αλυσίδας της γεωργίας.
Γεωργικές εφαρμογές του IoT
Η διαχείριση μιας εκμετάλλευσης είναι μια σύνθετη δραστηριότητα που περιλαμβάνει δεκάδες λειτουργίες, των οποίων η υλοποίηση εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τις αποφάσεις των αγροτών όσον αφορά την επιλογή και εφαρμογή σπόρων, λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων και περιέχουν πληροφορίες για τις καιρικές συνθήκες, τις αναμενόμενες βροχοπτώσεις, τη θερμοκρασία αέρα και εδάφους, κ.ά. Τα δεδομένα αυτά παρέχονται από αισθητήρες που ενεργοποιούν συγκεκριμένους αλγορίθμους λογισμικού, βελτιστοποιώντας τις αντίστοιχες γεωργικές διαδικασίες στις αυτοματοποιημένες εκμεταλλεύσεις.
Ένας ακόμη πιθανός τομέας για εφαρμογή του IoT στη γεωργία σχετίζεται με την ιχνηλάτηση και διαχείριση πόρων. Χρησιμοποιώντας κατάλληλο λογισμικό, οι αγρότες θα μπορούν να καταγράφουν όλες τις εφαρμογές στο χωράφι και να παρακολουθούν στη συνέχεια αυτούς τους πόρους μέχρι τους χώρους αποθήκευσης και τους ανελκυστήρες. Ως αποτέλεσμα αυτής της βελτιστοποίησης, οι παραγωγοί τροφίμων και ποτών μπορούν να αυξήσουν την εμπορική αξία των επιχειρήσεών τους.
Οι σύγχρονες γεωργικές τεχνολογίες επωφελούνται σημαντικά από την εφαρμογή του IoT στην ασφάλεια αποθήκευσης. Για παράδειγμα, εξοπλίζοντας σιλό και ανελκυστήρες με αισθητήρες της OPI Systems καθίσταται δυνατή η παρακολούθηση των εσωτερικών συνθηκών περιβάλλοντος και η προειδοποίηση των ανθρώπων για υπερβολική θερμότητα ή υγρασία που μπορεί να είναι επιζήμια για το αποθηκευμένο σιτάρι ή η αποστολή ειδοποιήσεων εάν επίκειται πυρκαγιά.
Ο αυτοματισμός στη γεωργία δεν περιορίζεται στην εισαγωγή υπερσύγχρονων τεχνολογιών. Περιλαμβάνει την αναβάθμιση συμβατικών και την εισαγωγή σύγχρονων γεωργικών εργαλείων και μηχανών.
Σύγχρονες γεωργικές μηχανές
Μια αυτόματη εκμετάλλευση συνεπάγεται τη συμμετοχή όσο το δυνατόν λιγότερου ανθρώπινου παράγοντα, πράγμα που προϋποθέτει την αξιοποίηση αυτοελεγχόμενων μηχανών και ρομπότ. Αυτό που εμποδίζει την ευρείας κλίμακας εισαγωγή τέτοιου αυτόνομου, σύγχρονου εξοπλισμού είναι το υψηλό κόστος και η περιορισμένη εμπορική διαθεσιμότητα. Παρ’ όλα αυτά, η σύγχρονη τάση μηχανοποίησης ωθεί πολλούς κατασκευαστές να αναπτύξουν οικονομικές και αξιόπιστες μηχανές αυτοματοποίησης για τη γεωργία.
Τι είναι οι σύγχρονες αυτοματοποιημένες γεωργικές μηχανές, όπως τις φανταζόμαστε οι περισσότεροι; Πιθανότατα η νοητική εικόνα ενός τρακτέρ, μιας θεριζοαλωνιστικής ή ενός μηχανοκίνητου κοχλία που κάνουν όλη τη δουλειά μόνα τους χωρίς ανθρώπινη συμμετοχή ή παρέμβαση. Πολλές εταιρείες προσπαθούν να πραγματοποιήσουν αυτό το όραμα, αναπτύσσοντας νέα μοντέλα με ολοένα και περισσότερα αυτόνομα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα σύγχρονα τρακτέρ της John Deere διαθέτουν πλήρως αυτοματοποιημένες λειτουργίες διατήρησης γραμμής και ρύθμισης βάθους.
Άλλοι μεγάλοι κατασκευαστές τρακτέρ κινούνται σε παρόμοιες ράγες, με στόχο να σχεδιάσουν τηλεχειριζόμενες και προγραμματισμένες μηχανές που θα επιτρέπουν στους χρήστες να μειώνουν το κόστος εργασίας και εισροών. Κάποια από τα έργα τους έχουν ήδη καρποφορήσει. Η DOT Technology Corp παρήγαγε μια ντιζελοκίνητη σπαρτική που μπορεί να σπείρει ολόκληρο χωράφι χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, ακολουθώντας προκαθορισμένες διαδρομές. Η Rowbot ανέπτυξε μια σύγχρονη γεωργική μηχανή που μπορεί να διασπείρει άζωτο ανάμεσα σε γραμμές καλαμποκιού και να σπείρει καλυπτικές καλλιέργειες πριν τη συγκομιδή του ώριμου καλαμποκιού στο τέλος της σεζόν. Για να στεφθούν όλες αυτές οι διαφορετικές προσπάθειες αυτοματοποίησης στη γεωργία, το έργο Hands-Free Hectare ξεκίνησε στο Ηνωμένο Βασίλειο, όπου πλήρως αυτόνομες γεωργικές μηχανές φύτεψαν, καλλιέργησαν και θέρισαν ένα εκτάριο κριθαριού χωρίς άνθρωπο να πατήσει στο χωράφι.
Αφού κατέστησαν την αυτοματοποιημένη αγροτική εκμετάλλευση πραγματικότητα του άμεσου μέλλοντος, οι κατασκευαστές θέτουν φιλόδοξα σχέδια σε άλλους γεωργικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που παραδοσιακά θεωρούνται δύσκολο να αυτοματοποιηθούν. Ένας τέτοιος τομέας είναι η δενδροκομία/κηπευτική, όπου η συγκομιδή φρούτων και λαχανικών είναι μια λεπτή διαδικασία που πρέπει να αποτρέπει τόσο το μώλωπα ευαίσθητων καρπών όσο και τη φθορά των φυτών. Πρώτες δοκιμές σε αυτόν τον τομέα έγιναν από τις Abundant Robotics και Energid, που κατασκεύασαν ρομπότ για συγκομιδή μήλων και πορτοκαλιών αντίστοιχα. Πρόκειται για πιλοτικά δείγματα που πρέπει ακόμη να εξελιχθούν σε βιώσιμα μοντέλα, κατάλληλα για χρήση στις πραγματικές συνθήκες του οπωρώνα.
Αεροψεκασμοί και ανυψωμένη γεωργία
Μια σύγχρονη μηχανή στη γεωργία δεν είναι μόνο ένα όχημα εδάφους όπως ένα τρακτέρ ή ένας κοχλίας σιτηρών. Κάποιες «παρακολουθούν» τις καλλιέργειες από ψηλά, παρέχοντας πληροφορίες για την κατάσταση και εντοπίζοντας προβληματικές ζώνες, ψεκάζοντας χημικά ή ακόμη και απομακρύνοντας νερό από κερασιές έτοιμες για συγκομιδή ώστε να αποφευχθεί το σκάσιμο των καρπών μετά από έντονη βροχόπτωση. Η χρήση drones είναι ιδιαίτερα επωφελής σε συνθήκες στενών αποστάσεων γραμμών, που επιτείνονται από πλαγιές καλλιεργειών. Τέτοιες συνθήκες είναι εμφανείς στους αμπελώνες της Napa, κάνοντας την εφαρμογή μυκητοκτόνων ιδιαίτερα απαιτητική. Έτσι, αντί να υποχρεώνονται οι εργάτες να κουβαλούν βαρείς ψεκαστήρες στην πλάτη, το έργο ανατέθηκε σε ένα τηλεκατευθυνόμενο ελικόπτερο της Yamaha Precision Agriculture, που απλοποίησε σημαντικά τη διαδικασία απαλλάσσοντας τους ανθρώπους από κατά κυριολεξία «σκοτωτική» δουλειά.
Συμπέρασμα
Με την εισαγωγή της αυτοματοποίησης, η γεωργία γίνεται ολοένα και πιο φιλική προς τον χρήστη, με τους αγρότες να περνούν λιγότερο χρόνο στο χωράφι και περισσότερο στους υπολογιστές, αναλύοντας δεδομένα και διαγιγνώσκοντας προβλήματα. Προς το παρόν, οι πλήρως αυτόματες εκμεταλλεύσεις παραμένουν ένας ποθητός στόχος, αλλά η ραγδαία ανάπτυξη και ωρίμανση των γεωργικών μηχανών ανοίγουν τον δρόμο για την έλευση της αυτόματης γεωργίας ως κυρίαρχης τάσης της σύγχρονης οικονομίας.