联合国粮食及农业组织(贵础翱)于2023年4月发布,报告显示: “全球农业增值平均每年稳步增长2.8%,从2012年的2.9万亿美元升至2021年的3.7万亿美元;尽管受到2020年COVID-19疫情的冲击,数值仍在增长。” 在发展中国家如巴基斯坦,农业与经济增长、粮食安全、就业机会及缓解贫困息息相关。?
农业占巴基斯坦国内生产总值近四分之一,逾叁分之一人口从事相关工作。由此可见,农业是巴基斯坦经济的中流砥柱。尽管如此,生产仍然难免受各种社会经济因素的影响,包括可耕作土地面积减少、气候变化加速、乡城迁移,和影响最深的水资源短缺及盐化。可见灌溉是生产的关键要素,农业发展更离不开灌溉一环。?
在巴基斯坦,超过90%的总用水量均用于灌溉,然而其中的60%却由于灌溉管理不善而流失。为了满足日益增长的水需求,农民不得已使用劣质地下水,导致肥沃的土地盐化。若情况持续,巴基斯坦可能会在短短两年内便面临7000万吨粮食短缺。为应对这一挑战,联合国学术影响(鲍狈础滨)巴基斯坦成员机构挺身而出。?
由曼苏尔·易卜拉欣博士(Dr. Mansoor Ebrahim)、卡姆兰·拉扎博士(Dr. Kamran Raza)和哈桑·阿迪勒博士(Dr. Hasan Adil)组织的学术团队,集结了校内工程、科学及技术学院人员。团队提出“智慧农耕”的创想,研发出一套独一无二的城市农业方案。方案的主要目标是建立以水耕技术为基础的测试台。技术融合物联网(IoT)和人工智能(AI)系统,为植物打造一个高效、可控且独立自主的生长环境。?
“智慧农耕”是将现代Web 5.0技术应用在农业的方式。而水耕法则是最常用的耕种方法之一,指的是在养分充足的水中,无土种植植物。曼苏尔博士解释:“各地的农业项目,要么未能注重发展城市水耕栽培的基础设施,要么过于关注基础设施,导致忽视了提供自动化和监控服务。这些项目都并非完善、可扩展的农业方案,无法一次性涵蓋多种水栽要素。”?
“智慧农耕”旨在解决各方各面的农业问题,当中包含的物理及数字技术让项目变得可持续且灵活度高,更为符合巴基斯坦当地需求。?除打造出管控得宜的水耕栽培环境,团队还合并了物联网接口,专门用于感应总溶解固体(罢顿厂)、酸碱值、湿度及温度,同时采取自动化的必要措施保护农作物。??
曼苏尔博士还介绍了项目的技术范畴:“传感器用于维护和控制输入输出端,以自动保持合适的植物状态。此后,从传感器收集到的数据就会经由人工智能系统处理和分析。该系统参考了现有的植物图像、植物在不同阶段的发育情况、以及由无人机定时拍摄的测试台农作物实时照片,以训练相关数据。”?
整个系统能使用互动式及易于浏览的流动应用程式,可方便手动控制和重置。这个创新的项目架构有许多好处,包括节省高达90%用水、仅使用现时25%的肥料、减少占用空间、更大大降低运输和碳排放所带来的成本。故此,“智慧农耕”受到国家级认可,并获得巴基斯坦高等教育委员会的资助。?
项目第一阶段的成效显著,成功种植大量蔬菜,达成了最初的目标。负责人曼苏尔博士说:“通过不懈的努力和研究,我们完善了营养液配方,收效良好。” 而初期的农作物产量也说明,“智慧农耕”是可行且保护生态的替代方案。再者,种植过程完全自动化,可节省工时、成本和所需用地,因而能完美应用于城市范围。?
“完善当前算法还需要输入和分析成千上万个数据集,以训练和开发自主系统,提高自动判断的准确率,建立顺畅的通讯,最终使得整个耕作过程完全自动化。在此之前,项目仍会是机器和人类协作的成果,” 曼苏尔博士如此总结。项目具有十足潜力,能够大规模复制并应用,为现时与农业相关的劳动力市场提供支援和助力。?
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