با آغاز چهارمین سال خشکسالی در کالیفرنیا و اقدامات بیسابقه دولت جهت جیرهبندی مصرف آب شهری، همه در فکر صرفهجویی آب هستند. به خصوص کشاورزانی که شروع به استفاده از تکنولوژی و سیستمهای وابسته به اینترنت اشیا (IOT) کردهاند.
به دلیل جیرهبندی شدن آب توسط منابع ایالتی و فدرال، کشاورزان مجبور به رها کردن نیم میلیون هکتار از گندمزارهایشان در سال گذشته شدند و مشابه همین اتفاق در سال ۲۰۱۵ برای نیم میلیون زمین بایر دیگر نیز رخ خواهد داد. با احتساب اینکه حدود ۴۰ درصد میانگین مصرف آب در ایالت کالیفرنیا صرف مزارع میشود، کشاورزان درصدد یافتن راههای کار آمدتری برای استفاده هرچه بیشتر از منابع آبی در دسترس برآمدند.
اینترنت اشیا و سخت افزارها و نرم افزارهای مرتبط با آن، مدیریت آب در مزارع را دقیقتر از آنچه که در گذشته ممکن بوده کرده است و با ادامه روند کاهش قیمت سخت افزارها، امکان استفاده از سنسورها و فناوریهایی که کشاورزان را در صرفه جویی مقدار زیادی از آب یاری میکنند، فراهم شده است.
Swiim اطلاعات به دست آمده از سنسورها را با تصاویر ماهوارهای، flyover های انجام شده توسط هواپیماهای سرنشین دار Cessna و اطلاعات آب و هوا و اطلاعات شرایط اقلیمی ترکیب میکند.
شرکت آب پایدار و سیستم های مدیریت آبیاری نوآورانه (SWIIM) اخیرا از انجام یک پروژه آزمایشی در مساحت ۴۰ هزار هکتار در سه منطقه مختلف کالیفرنیا خبر داده است. این شرکت طی چندین سال متوالی در کلورادو با همکاری سازمان کشاورزی ایالات متحده به تکمیل سخت افزار و نرم افزارهای خود پرداخته است و نتیجه این همکاری عرضه سیستمی ساده و مقرون به صرفه بوده است که با هدف فراگیری حداکثری ایجاد شده است.
عملکرد این تکنولوژی بدین گونه است که ترکیبی از سنسورهای اطلاعاتی را در مورد جریان آب، باد، باران، خاک، رطوبت و دما ایجاد میکند و این اطلاعات را به وسیله امواج رادیوئی بر روی یک ابر اطلاعاتی آپلود میکند، جایی که نرم افزار SWIIM آماده است تا همه اطلاعات را با هم ارتباط داده و پردازش کند.
SWIIM اطلاعات به دست آمده از سنسورها را با تصاویر ماهوارهی LandSet 8، تصاویر ضبط شده توسط هواپیماهای Cessna و همچنین اطلاعات وضعیت آب و هوا ترکیب می کند و بزرگ دادهای به دست میاورد که تصویر فوقالعاده دقیقی از آنچه که در یک مزرعه اتفاق می افتد، ارائه میدهند.
فرانس -مدیر عامل SWIIM- اعلام کرده است که در تلاش است برای پروازهای هوایی از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده کند، اما به خاطر دلایلی مانند سقوط هواپیماها یا مورد هدف قرار گرفتن توسط گلولههایی که توسط کشاورزان شلیک میشود، تاکنون موفق به عملی کردن ایده خود نشده است.
پس از جمع آوری تمام اطلاعات توسط سیستم، کشاورزان میتوانند با استفاده از الگوریتم ابتکاری و اختصاصی شرکت تصمیمات دلخواه خود را در نوع تغییر استراتژی مدیریت آب مصرفی اتخاذ کنند. این تغییر استراتژی می تواند تغییر نوع محصول آنها و یا انجام یک روش جدید آبیاری باشد.
فرانس: در گذشته بدون این اطلاعات تصمیم گیری در مورد اینکه چه نوع تغییری باید اعمال شود بسیار سخت بود.
اکثر سنسورها و مودم های این تکنولوژی گسترش یافته جزو آخرین و بهترین تکنولوژی های روز دنیا نیستند و نکته نیز همینجاست. ده سال پیش هم، نوع سیستمی که SWIIM ارائه کرده بود به سادگی میتوانست برای یک عملیات کشاورزی تجاری سازی شود ولی این امر در آن زمان بسیار پرهزینه بود. اساسا امروزه اینترنت اشیا ارزان شده است.
انجام این طرح بدون اینترنت غیر ممکن خواهد بود. در شش الی هشت سال گذشته، هزینه های اجرایی ده برابر کاهش یافته است.
پیشنهاد شرکت در مرحله بحرانی خشکسالی برای کشاورزان این چنین است: او اظهار کرد در هر هکتار به ازای هزینه ۳۰ الی ۷۵ دلار (که طبق اعلام فرانس این هزینه ها در چند سال ابتدایی از طرف دولت تامین میشود) آنها قادر خواهند بود که مصرف آب فعلی خود را بین ۵ الی ۶۰ درصد کاهش دهند. رقمی که برای مزارع مختلفی متفاوت است. مقدار ایدهآل این کاهش مصرف از نظر فرانس بین ۲۰ الی ۴۰ درصد است. او همچنین پیشبینی میکند به ازای هر ۵۰۰ هکتار تحت پوشش، درآمد سالیانه از ۵۰ هزار دلار به ۱۰۰ هزار دلار افزایش پیدا کند.
در سال های اخیر خشکسالی تبدیل به یکی از ویژگی های بارز ایالت شده است. آخرین مورد مهم خشکسالی از سال ۱۹۸۷ تا ۱۹۹۲ به طول انجامید. طبق گفتهی نانسی ووگل، سخنگوی سازمان منابع آب کالیفرنیا :
در بین سال های ۱۹۶۷ و ۲۰۱۰ میزان کل آب مصرفی برای کشت محصولات کشاورزی به میزان ۵% کاهش یافته است و از ۳۱.۲ میلیون در هکتار-فوت به ۲۹.۶ میلیون در هکتار-فوت رسیده است.
البته دیگر کشاورزان کالیفرنیا در راستای مدیریت نحوهی مصرف آب بیکار ننشسته اند. آنها بدون استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا نیز توانستهاند بازده آب مصرفی را به میزان زیادی بهبود ببخشند. جالب اینجاست که این کاهش در میانگین مصرفی آب با افزایش ۵۷ درصدی بازده محصولات همراه بوده است. هرچند تعداد کشاورزانی که از تکنیکهای آبیاری دقیق استفاده میکنند بیشتر و بیشتر میشود، تا به این لحظه تعدادشان در کالیفرنیا فقط به کمی بیشتر از نصف رسیده است.
کماکان زمینههای پیشرفت بسیاری وجود دارد. به گفتهی فرانس، تکنیکهایی که امروزه کشاورزان برای تعیین مقدار آب مصرفی خود استفاده میکنند اغلب متکی بر برآورد اموری مانند میزان تبخیر و نفوذ آب در زمین است که بر مبنای اطلاعات ایستگاه آب و هوای محلی ایجاد میشود. در نتیجه تصویر دقیقی از شکل آب مصرفی آنها ارائه نمیشود و قطعا با دادههای بهتر، مدیریت بهتری نیز ممکن خواهد بود.
SWIIM تنها یکی از شرکتهایی است که در زمینه استفاده از اینترنت اشیا برای مدیریت هوشمندانهی آب تحقیق میکند. شرکتهای دیگری مانند سیستمهای هوشمند آبیاری (Smart Watering systems) یک ارائه دهنده مدیریت آبیاری هوشمند کانادایی، یک شرکت استرالیایی که به مشتریان خود راهنماییهایی از قبیل تنظیم زمانبندی آبیاری، روشن و خاموش کردن موتور پمپ و یا کنترل سیستمهای جانبی و محوری ارائه میکند و ... همه و همه از طریق کامپیوتر یا گوشی هوشمند اختیارات کشاورزان را افزایش داده است.
با وجود اینکه خشکسالی تاثیرات ملموسی در میزان استفاده آب شهری و اقتصاد محلی سرتاسر ایالت داشته، ووگل معتقد است دلایلی برای خوشبینی وجود دارد.
ما به سمت انعطاف پذیری بیشتر میل میکنیم و پس از هر خشکسالی، بیش از پیش آماده میشویم. پس از خشکسالیهای ۸۷ و ۹۲ دولت محلی میلیاردها دلار برای ذخایر محلی سرمایه گذاری کرده است. همه این ها در طی این خشکسالی ما را یاری خواهند کرد. تنها در این سال میلیون ها شهروند از تاثیرات مثبت این اقدامات بهره بردهاند و مطمئنا فعالیتهای فعلی نیز تاثیر بسزایی در جلوگیری از خشکسالی در آینده خواهد داشت.
به نظر میرسد اینترنت اشیا که حالا ارزانتر از همیشه شده است، با قرار گرفتن در کنار سیستمهای آبیاری هوشمند، نقش مهمی را در آینده کشاورزی مدرن جهان ایفا خواهد کرد.