चूंकि पारंपरिक आउटडोर खेती इन चुनौतियों का समाधान करने में असमर्थ है, इसलिए नियंत्रित पर्यावरण कृषि (सीईए) जैसी इनडोर खेती तकनीकों में विशेष रुचि ली जा रही हैं। हालांकि, उन्हें उचित कंप्यूटर-सहायता प्राप्त समर्थन की आवश्यकता होती है। ऐसी कंप्यूटर-सहायता प्राप्त विधियाँ और उपकरण मैकमास्टर यूनिवर्सिटी में सस्ता सिस्टम और मेथड्स (एसएसएम) पर हमारी प्रयोगशाला में विकसित किए गए हैं।
डिजिटल जुड़वाँ
सीईए पर्यावरणीय स्थितियों को मापने के लिए सेंसर की एक श्रृंखला के साथ-साथ जटिल मशीनरी एचवीएसी (हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग), सिंचाई और प्रकाश प्रणालियों द्वारा कृत्रिम रूप से नियंत्रित एक अलग वातावरण में फसल उगाने की तकनीक है। स्वचालन के साथ, नियंत्रित वातावरण पारंपरिक खेती सेटिंग्स की तुलना में बेहतर उपज और गुणवत्ता प्राप्त करते हैं, जबकि अपशिष्ट को भी कम करते हैं। चूंकि ये सुधार बढ़ी हुई जटिलता के साथ आते हैं, इष्टतम विकास रणनीति ढूंढना यानी, पर्यावरणीय परिस्थितियों के क्रम में जो सबसे उचित हो के विकास को प्रोत्साहित करता है और ऊर्जा खपत को कम करता है – विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है।
यह एक और जटिल चुनौती है जिसके लिए पर्यावरण की निरंतर निगरानी, वास्तविक समय पर निर्णय लेने और पर्यावरण के उच्च-सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है – ऐसे कार्य जो मानव क्षमताओं की सीमा से परे हैं। कंप्यूटर से प्राप्त सहायता, जैसे डिजिटल ट्विन्स, एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। डिजिटल जुड़वा भौतिक वस्तुओं, लोगों या प्रक्रियाओं का डिजिटल प्रतिनिधित्व हैं। वे वास्तविक समय में जुड़वा भौतिक प्रणाली की कार्यकुशलता के माध्यम से निर्णय लेने में सहायता करते हैं और अक्सर स्वायत्त नियंत्रण क्षमताओं से लैस होते हैं।
सटीक कृषि में, डिजिटल ट्विन्स का उपयोग आमतौर पर इष्टतम और टिकाऊ दर पर फसल विकास को प्रोत्साहित करने के लिए पर्यावरणीय परिस्थितियों की निगरानी और नियंत्रण के लिए किया जाता है। डिजिटल ट्विन्स बढ़ते क्षेत्र में पर्यावरणीय स्थितियों का निरीक्षण करने के लिए एक लाइव डैशबोर्ड प्रदान करते हैं, और अलग-अलग स्वायत्तता के साथ, डिजिटल ट्विन्स सीधे पर्यावरण को नियंत्रित कर सकते हैं। ऊर्जा की खपत को कम करना – या बल्कि, फसल-से-ऊर्जा अनुपात में सुधार करना – सटीक कृषि सुविधाओं में स्पष्ट लक्ष्यों में से एक है क्योंकि सुविधा को गर्म करने और ठंडा करने में बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है। डिजिटल ट्विन्स का उपयोग नए ग्रीनहाउस को डिजाइन करने के लिए भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक डिजिटल ट्विन जो ग्रीनहाउस में लंबी अवधि में डेटा एकत्र करता है, उसका उपयोग प्रयोग के उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है जब एक नया ग्रीनहाउस डिज़ाइन किया जाता है।
क्या यह आर्थिक रूप से संभव है?
डिजिटल जुड़वां विकसित करना और कृषि कंपनियों की डिजिटल परिपक्वता में सुधार डिजिटल रूप से उन्नत सीईए को अपनाने में मुख्य लागत चालक हैं। डिजिटल ट्विन के विकास से जुड़ी लागतें ज्यादातर हार्डवेयर तत्वों और सॉफ्टवेयर विकास से संबंधित हैं। होम-ब्रू समाधान, सस्ते उपकरणों के साथ प्रयोग और कार्यक्षमता का क्रमिक विस्तार अच्छे पहले कदम हैं और सही डिजिटलीकरण मानसिकता को अपनाने में मदद करते हैं।
हालांकि, पेशेवर उत्पादक सेटिंग्स के लिए उद्योग-ग्रेड उप-प्रणालियों की आवश्यकता होती है, जो लागत के मामले में पूरी तरह से अलग लीग में हैं, और उन्हें नियोजित करने के लिए सावधानीपूर्वक तैयार की गई संगठनात्मक डिजिटल रणनीति की आवश्यकता होती है। कृषि सबसे कम डिजिटलीकृत क्षेत्रों में से एक है, और डिजिटल जुड़वा को अपनाने के लिए डिजिटल परिपक्वता एक पूर्ण शर्त है। परिणामस्वरूप, डिजिटल परिपक्वता से संबंधित लागतें अक्सर स्मार्ट कृषि में तकनीकी लागतों पर भारी पड़ जाती हैं। डिजिटलीकरण के शुरुआती चरण से गुजर रही कंपनी को कुछ महत्वपूर्ण चुनौतियों के नाम पर क्लाउड प्रदाता चुनने, डेटा रणनीति स्थापित करने और सॉफ्टवेयर लाइसेंस की एक श्रृंखला प्राप्त करने के बारे में सोचना होगा।
संगठनात्मक लागतों का आकलन करना कठिन है, लेकिन वे किसी कंपनी के आर्थिक दृष्टिकोण को धूमिल कर सकते हैं। यह एक विशेष रूप से दर्दनाक विकास चरण है जिसके लिए उचित परामर्श की आवश्यकता होती है। हाल ही में औद्योगिक-शैक्षणिक सहयोग की सफलता की कहानियाँ सामने आई हैं जिससे कृषि कंपनियों में चल रहे डिजिटलीकरण प्रयासों को बढ़ाने में मदद मिली है।
आगे क्या होगा?
खाद्य सुरक्षा और टिकाऊ उत्पादन की आवश्यकता आज भी उतनी ही जरूरी है जितनी पहले कभी थी। नाटकीय जलवायु परिवर्तन, पूरे कनाडा में जंगल की आग, यूरोप में अत्यधिक वायु प्रदूषण, चल रहे ऊर्जा संकट और जनसंख्या में निरंतर वृद्धि के बीच, खाद्य आत्मनिर्भरता मानव जाति के शीर्ष लक्ष्यों में से एक है। संयुक्त राष्ट्र महासभा के दूसरे स्थिरता विकास लक्ष्य को पूरा करने के लिए – यानी 2030 तक वैश्विक भूख को खत्म करने के लिए कृषि में पूर्ण बदलाव की आवश्यकता होगी। इस महत्वाकांक्षी लक्ष्य को पूरा करने का एक तरीका उन्नत डिजिटलीकरण और डिजिटल जुड़वा है। वहां पहुंचने से पहले अभी भी बाधाओं से निपटना बाकी है, लेकिन हार्डवेयर और कंप्यूटिंग पावर की लगातार घटती कीमत के साथ, डिजिटल रूप से संचालित स्मार्ट कृषि एक वास्तविकता बन रही है।
इस्तवान डेविड (मैकमास्टर यूनिवर्सिटी, कनाडा) का यह लेख द कन्वरसेशन नामक वेबसाइट पर मूलत: अंग्रेजी में प्रकाशित हुआ है। यहाँ यह लेख भाषा द्वारा अनुवादित है।
हैमिल्टन कनाडा भाषा। भारी जलवायु परिवर्तन और अत्यधिक जनसंख्या ने पारंपरिक कृषि पद्धतियों को अस्थिर बना दिया है। यहां तक कि आर्थिक रूप से अधिक समृद्ध देश भी लगातार बढ़ती घरेलू खाद्य असुरक्षा से पीड़ित हैं। उदाहरण के लिए, कनाडा में, छह में से एक परिवार को स्वस्थ और सक्रिय जीवन शैली बनाए रखने के लिए भोजन उपलब्ध कराना मुश्किल हो जाता है और स्थिति साल दर साल खराब होती जा रही है।खाद्य असुरक्षा एक तेजी से बढ़ती वैश्विक समस्या है जो कृषि कंपनियों को कुशलतापूर्वक फसलों का उत्पादन करने के लिए मौलिक रूप से नए तरीके खोजने की चुनौती देती है जो कम अपशिष्ट, कम कीटनाशक और बाजार में कम समय के साथ ही उनके ऊर्जा पदचिह्न को भी कम करने वाली हो।