خودکار طریقے سے جڑی بوٹیوں کی شناخت اور ان کو ختم کرنے کے لیے مصنوعی ذہانت کی ایپلیکیشن
جڑی بوٹیاں کاشتکاری میں ایک مستقل مسئلہ ہیں جو فصلوں کے ساتھ روشنی، پانی اور غذائی اجزاء کے لیے مقابلہ کرتی ہیں۔ آج کا مقصد صرف "جڑی بوٹیاں مارنا" نہیں بلکہ فصلوں کو نقصان پہنچائے بغیر انہیں منتخب طور پر ختم کرنا ہے۔ مصنوعی ذہانت (AI) اور روبوٹکس کی طاقت کے ساتھ، جدید مشینیں کمپیوٹر وژن کے ذریعے فصلوں اور جڑی بوٹیوں میں فرق کر سکتی ہیں، پھر خودکار طریقے سے درست اسپرے، میکانیکی آلات، لیزر یا حرارت کے ذریعے جڑی بوٹیاں ختم کرتی ہیں۔ یہ جدت لاگت کو کم کرتی ہے، کیمیکل کے استعمال کو محدود کرتی ہے، اور پائیدار زراعت کی حمایت کرتی ہے۔
جڑی بوٹیاں کاشتکاری میں ایک مسلسل مسئلہ ہیں کیونکہ یہ فصلوں کے ساتھ روشنی، پانی اور غذائی اجزاء کے لیے مقابلہ کرتی ہیں۔ آج کا چیلنج صرف "جڑی بوٹیاں مارنا" نہیں ہے (ٹرکٹر اور ہربیسائیڈز یہ کر سکتے ہیں) بلکہ اسے منتخب طور پر کرنا ہے – جڑی بوٹیوں کو فصلوں کو نقصان پہنچائے بغیر ختم کرنا۔
جدید ترین مصنوعی ذہانت اور روبوٹکس اب اس کے لیے طاقتور نئے آلات فراہم کرتے ہیں۔ کمپیوٹر وژن اور مشین لرننگ کا استعمال کرتے ہوئے، جدید زرعی مشینیں انفرادی پودوں کو "دیکھ" سکتی ہیں، فصل اور جڑی بوٹی میں فرق کر سکتی ہیں، اور پھر خودکار طریقے سے جڑی بوٹیاں ختم یا ختم کر دیتی ہیں۔
مصنوعی ذہانت جڑی بوٹیوں کی شناخت کیسے کرتی ہے
مصنوعی ذہانت پر مبنی جڑی بوٹیوں کا کنٹرول کمپیوٹر وژن اور گہری تعلیم پر منحصر ہے۔ ٹریکٹرز، اسپریئرز، یا چھوٹے روبوٹس پر لگے کیمرے پودوں کی تصاویر لیتے ہیں، اور AI ماڈلز (اکثر کنولوشنل نیورل نیٹ ورکس، یا CNNs) فصلوں اور جڑی بوٹیوں میں فرق کرنے کی تربیت یافتہ ہوتے ہیں۔
کاربن روبوٹکس
جان ڈئیر
نتیجہ یہ ہے کہ جدید وژن سسٹمز جڑی بوٹیوں کو پکسل کی سطح کی درستگی کے ساتھ نشان زد کر سکتے ہیں۔ یہ مشین کے حرکت کرتے ہوئے حقیقی وقت میں کام کرتے ہیں۔
جان ڈئیر کے See & Spray بومز میں کئی کیمرے اور آن بورڈ پروسیسرز ہوتے ہیں جو سیکنڈ میں ہزاروں مربع فٹ کو اسکین کرتے ہیں۔ ہر چھوٹے کیمرے کے فریم کا مشین لرننگ کے ذریعے تجزیہ کیا جاتا ہے تاکہ فیصلہ کیا جا سکے "فصل یا جڑی بوٹی؟"، اور اگر یہ جڑی بوٹی ہو تو نظام فوراً اس جگہ کے لیے اسپرے نوزل کو فعال کر دیتا ہے۔
— جان ڈئیر تکنیکی دستاویزات
عملی طور پر، AI ایک ٹریکٹر کو ایک بہت ہوشیار روبوٹ میں بدل دیتا ہے جو کھیت میں چھوٹی، 2–3 پتی والی جڑی بوٹیوں کی بھی شناخت کر سکتا ہے۔
مصنوعی ذہانت سے چلنے والے جڑی بوٹیوں کے خاتمے کے طریقے
جڑی بوٹیاں شناخت ہونے کے بعد، مختلف نظام انہیں مختلف طریقوں سے ختم کرتے ہیں۔ تین اہم طریقے ہیں: مخصوص اسپرے، میکانیکی جڑی بوٹی نکالنا، اور لیزر یا حرارتی جڑی بوٹی نکالنا۔ تمام طریقے AI وژن کا استعمال کرتے ہوئے صرف جڑی بوٹیوں پر علاج مرکوز کرتے ہیں۔
درست اسپرے (اسپاٹ اسپریئرز)
یہ نظام اسپرے بوم یا موبائل پلیٹ فارم پر کیمرے لگاتے ہیں اور صرف شناخت شدہ جڑی بوٹیوں پر ہربیسائیڈ فائر کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جان ڈئیر کا See & Spray نظام بوم پر لگے کیمروں اور AI کا استعمال کرتا ہے تاکہ ہربیسائیڈ کے استعمال کو اوسطاً تقریباً 59٪ کم کیا جا سکے۔
تیز رفتار آپریشن
15 میل فی گھنٹہ کی رفتار سے کھیتوں کو اسکین کرتا ہے
- حقیقی وقت میں نیورل نیٹ ورک پروسیسنگ
- انفرادی نوزل کی فعال کاری
کیمیکل میں کمی
ہربیسائیڈ کی نمایاں بچت
- ہربیسائیڈ کی مقدار میں 20 گنا کمی
- کیمیکل کے استعمال میں 95٪ تک کمی
میکانیکی جڑی بوٹی نکالنے والے
کچھ خودکار روبوٹس اسپرے کے بجائے جسمانی آلات استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، Aigen کا Element روبوٹ (جو بڑی ٹیک کمپنیوں کی مالی معاونت سے چلتا ہے) کیمرے اور AI کو ایک میکانیکی "کھڑاہی" کے ساتھ ملاتا ہے جو جڑی بوٹیوں کو جڑ سے کاٹتا ہے۔
- شمسی/ہوا سے چلنے والا آپریشن
- کیمیکل کے بغیر مسلسل جڑی بوٹی نکالنا
- رابطہ کا طریقہ فصلوں کو نقصان نہیں پہنچاتا
- نامیاتی زراعت کے لیے بہترین
اسی طرح، FarmWise اور Verdant Robotics جیسے اسٹارٹ اپس نے AI سے چلنے والے کلٹیویٹرز بنائے ہیں۔ مثال کے طور پر، Verdant کا "Sharpshooter" روبوٹ کمپیوٹر وژن کا استعمال کرتا ہے تاکہ ہر جڑی بوٹی پر ہربیسائیڈ کی معمولی مقدار اسپرے کرے، جس سے ان پٹ کا استعمال تقریباً 96٪ کم ہو جاتا ہے۔ میکانیکی طریقے خاص طور پر نامیاتی یا خاص فصلوں کے لیے امید افزا ہیں جہاں کسی بھی ہربیسائیڈ کا استعمال مسئلہ ہوتا ہے۔
لیزر اور حرارتی جڑی بوٹی نکالنا
ایک بہت نیا طریقہ ہائی پاور لیزرز یا حرارتی بیمز کا استعمال کر کے جڑی بوٹیوں کو مارنا ہے۔ کاربن روبوٹکس (USA) نے LaserWeeder G2 تیار کیا ہے، جو ایک ٹریکٹر سے کھینچی جانے والی مشین ہے جس میں متعدد 240 واٹ لیزرز اور کیمرے ہوتے ہیں۔
اس کا وژن سسٹم (نیورل نیٹس سے چلنے والا) پودوں کو اسکین کرتا ہے اور پھر لیزرز کو جڑی بوٹی کے بنیادی ٹشوز کو درست طریقے سے جلانے کے لیے فائر کرتا ہے۔ یہ طریقہ کیمیکل سے پاک اور انتہائی درست ہے: کاربن روبوٹکس دعویٰ کرتا ہے کہ اس کی ہدف بندی سب ملی میٹر ہے اور یہ فی گھنٹہ لاکھوں تصاویر پروسیس کر سکتا ہے۔
یہ مختلف جڑی بوٹی نکالنے کے طریقے مل کر بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، یونیورسٹی آف گویلف نے ایک ٹریکٹر پر لگے AI اسکینر بنایا ہے جو لیمہ بین کے کھیتوں میں جڑی بوٹیوں کی کثافت کا نقشہ بناتا ہے۔
کاشتکار پھر صرف نقشہ شدہ جگہوں پر ہربیسائیڈ لگا سکتے ہیں۔ مستقبل میں ہم مربوط نظام دیکھ سکتے ہیں: ایک روبوٹ AI وژن کا استعمال کرتے ہوئے فیصلہ کر سکتا ہے کہ کیا کسی مخصوص جڑی بوٹی پر اسپرے، کاٹنا، یا جلانا ہے، فصل کی قسم اور حالات کے مطابق۔
حقیقی دنیا کے کیس اسٹڈیز
جدید AI جڑی بوٹی نکالنے کی ٹیکنالوجی دنیا بھر کے کھیتوں میں پہلے ہی استعمال ہو رہی ہے۔ یہاں چند مثالیں ہیں:
جان ڈئیر See & Spray
یہ صنعت میں معروف نظام بڑے پیمانے پر اناج کی کاشت میں اپنایا گیا ہے۔ 2024 کے تجربات میں، See & Spray اسپریئرز نے ایک ملین ایکڑ سے زیادہ کا علاج کیا اور تقریباً 8 ملین گیلن ہربیسائیڈ بچایا۔
میں نے اس نظام کا استعمال کر کے اپنے ہربیسائیڈ کے اخراجات دو تہائی کم کر دیے۔
— کنساس کا کاشتکار
تکنیکی طور پر، See & Spray بوم پر لگے کیمرے اور آن بورڈ نیورل نیٹ ورکس استعمال کرتا ہے تاکہ فیصلہ کیا جا سکے "جڑی بوٹی ہے یا نہیں۔" اگر جڑی بوٹی مل جائے تو مشین انفرادی نوزل کو فعال کرتی ہے، جس سے نقطہ کی درستگی کے ساتھ اسپرے ہوتا ہے۔
کاربن روبوٹکس LaserWeeder
بانی پال مائکسل (سابق اوبر انجینئر) نے کئی سالوں میں AI سے چلنے والا لیزر ویڈر تیار کیا۔ اس کا LaserWeeder G2 تربیت یافتہ CNN استعمال کرتا ہے تاکہ جڑی بوٹیاں تلاش کرے اور پھر تیز لیزر پلسز سے انہیں ختم کرے۔
- مشین پر مکمل طور پر چلتا ہے، کلاؤڈ کی ضرورت نہیں
- جڑی بوٹیاں "قلم کی نوک جتنی چھوٹی" بھی ختم کر سکتا ہے
- دن یا رات بڑے پیمانے پر کام کر سکتا ہے
- سب ملی میٹر درستگی
عملی طور پر، LaserWeeder یونٹس (ٹرکٹر سے کھینچے جاتے ہیں) دن یا رات کام کر سکتے ہیں اور بڑے پیمانے پر کھیتوں کو کاٹ سکتے ہیں۔ ان میں ہر ماڈیول میں متعدد کیمرے اور GPUs ہوتے ہیں، اور یہ سب ملی میٹر درستگی کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ اس درستگی کا مطلب ہے کہ تقریباً کوئی فصل نقصان نہیں پہنچتی اور اضافی زمین کی ہل چلائی کی ضرورت نہیں ہوتی۔
Ecorobotix ARA اسپریئر
سوئٹزرلینڈ کی Ecorobotix ایک شمسی توانائی سے چلنے والا، اعلیٰ درستگی والا اسپریئر بناتی ہے جسے ARA کہتے ہیں۔ اس کا "Plant-by-Plant™" وژن سسٹم گہری تعلیم کا استعمال کرتے ہوئے تیز رفتار سے جڑی بوٹیاں شناخت کرتا ہے۔
کیمیکل میں کمی
کیمیکل کے استعمال میں 95٪ تک کمی
ردعمل کا وقت
فی پودا تقریباً 250 ملی سیکنڈ میں فیصلہ
ٹیسٹوں سے ظاہر ہوتا ہے کہ AI جڑی بوٹیوں کی اقسام کو سب سینٹی میٹر درستگی کے ساتھ شناخت کر سکتا ہے جبکہ مشین حرکت میں ہوتی ہے، اور ہر پودے کے لیے تقریباً 250 ملی سیکنڈ میں فیصلہ کرتا ہے۔ کمپنی اسے قیمتی سبزیوں اور خاص فصلوں کے لیے مارکیٹ کرتی ہے جہاں کیمیکل اور محنت کی بچت اہم ہے۔
Verdant Robotics – Sharpshooter
ایک اسٹارٹ اپ جس کا نام Verdant Robotics ہے نے Sharpshooter بنایا ہے، ایک روبوٹ جو کمپیوٹر وژن کا استعمال کرتے ہوئے جڑی بوٹیوں کو نشان زد کرتا ہے اور پھر ہر ایک پر معمولی اسپرے دیتا ہے۔
روایتی اسپرے
- زیادہ ہربیسائیڈ کا استعمال
- زیادہ اخراجات
- ماحولیاتی اثرات
AI سے رہنمائی شدہ درستگی
- ہربیسائیڈ میں 96٪ کمی
- 50٪ سے زائد لاگت کی بچت
- ماحولیاتی اثرات میں کمی
یہ AI کی مدد سے چلنے والی اسپاٹ اسپرے ٹیکنالوجی کی ایک اور مثال ہے، جہاں وژن سسٹم پورے اسپرے عملے کا کام کرتا ہے۔
یونیورسٹی آف گویلف کی تحقیق
ڈاکٹر مدحت موسیٰ کی قیادت میں محققین نے نامیاتی لیمہ بین کھیتوں کے لیے ایک پروٹوٹائپ نظام تیار کیا۔ ایک AI کیمرہ رگ جو ٹریکٹر پر نصب ہے، کھیت کو اسکین کرتا ہے اور مثال کے طور پر pigweed کی جڑی بوٹیوں کی کثافت کا نقشہ بناتا ہے۔
تصویر کشی
AI کیمرہ رگ کھیت کو اسکین کرتا ہے
AI تجزیہ
الگورتھمز لیمہ بین کو جڑی بوٹیوں سے الگ کرتے ہیں
کثافت کا نقشہ بنانا
صحیح جڑی بوٹیوں کی کثافت کا نقشہ تیار کرتا ہے
یہ طریقہ دستی معائنہ کو بڑھاتا ہے: وقت بچاتا ہے، چھوٹے چھوٹے دھبے چھپنے سے بچاتا ہے، اور ہربیسائیڈ کے درست استعمال کی رہنمائی کرتا ہے۔
دیگر اختراعات
- Aigen (USA): ایک مکمل خودکار پہیوں والا روبوٹ Element تیار کر رہا ہے جو کھیتوں کی نگرانی کرتا ہے، شمسی توانائی استعمال کرتا ہے، اور کیمرہ رہنمائی شدہ بلیڈز کے ذریعے جڑی بوٹیاں جڑ سے نکالتا ہے۔
- FarmWise (USA): نے Vulcan اور Titan روبوٹس بنائے ہیں جو مخصوص مشین لرننگ طریقوں سے سبزیوں کے کھیتوں میں اندر کی جڑی بوٹیاں شناخت اور میکانیکی طور پر نکالتے ہیں۔
- سمارٹ کلٹیویٹرز: پین اسٹیٹ ایکسٹینشن رپورٹ کرتا ہے کہ ٹریکٹر سے کھینچے جانے والے "سمارٹ کلٹیویٹرز" (VisionWeeding کا Robovator، Garford کا Robocrop) مشین وژن کا استعمال کرتے ہوئے کلٹیویشن کے آلات کو درست طریقے سے چلانے کے لیے رہنمائی کرتے ہیں۔
- فضائی ڈرونز: یہاں تک کہ فضائی ڈرونز جو ملٹی اسپیکٹرم کیمرے اور AI الگورتھمز سے لیس ہیں، اوپر سے جڑی بوٹیوں کے دھبے دیکھ سکتے ہیں، جس سے علاج کی منصوبہ بندی میں مدد ملتی ہے۔
مختصر یہ کہ، چاہے بڑا کھیت ہو یا چھوٹا خاص پلاٹ، AI سے چلنے والے جڑی بوٹی نکالنے والے مختلف شکلوں میں ابھر رہے ہیں۔
فوائد: کارکردگی، منافع اور پائیداری
AI جڑی بوٹی کنٹرول واضح فوائد لاتا ہے:
کیمیکل کی نمایاں بچت
صرف جڑی بوٹیوں پر اسپرے کر کے، یہ نظام ہربیسائیڈ کی مقدار کو بہت کم کر دیتے ہیں۔
- جان ڈئیر رپورٹ کرتا ہے کہ ملینوں گیلن بچائے گئے
- صرف 1 ملین ایکڑ پر تقریباً 12 اولمپک سائز کے سوئمنگ پولز کے برابر
- ہربیسائیڈ کے استعمال میں اوسطاً 60–76٪ کمی
زیادہ پیداوار اور فصل کی صحت
جڑی بوٹیوں کو جلد اور مکمل طور پر ختم کرنے سے فصلیں بہتر بڑھتی ہیں۔
- چھوٹی جڑی بوٹیاں جو انسان نظر انداز کر سکتے ہیں ختم ہو جاتی ہیں
- صحت مند اور یکساں فصلیں
- مستقبل میں جڑی بوٹیوں کے بیجوں کا دباؤ کم ہوتا ہے
محنت اور وقت کی بچت
AI روبوٹس خودکار طریقے سے جڑی بوٹی نکالتے ہیں، جس سے انسانی وقت بچتا ہے۔
- دستی جڑی بوٹی نکالنے والوں کی ضرورت میں 37٪ تک کمی
- نئے آپریٹرز ماہرین کی کارکردگی کے برابر
- خودکار درستگی کے ساتھ جڑی بوٹی نکالنا
ماحولیاتی اور حفاظتی فوائد
کم ہربیسائیڈ کا مطلب پانی اور مٹی میں کم آلودگی ہے۔
- کھیتوں پر کم بار گزرنا (ایندھن کی بچت)
- بہت سے معاملات میں زمین کی ہل چلائی نہیں جاتی (مٹی کے کٹاؤ کی روک تھام)
- بہتر کھیت کی حفاظت (کم لوگ کیمیکلز کے ساتھ کام کرتے ہیں)
لاگت کی مؤثریت کا تجزیہ
| لاگت کا عنصر | روایتی طریقہ | AI جڑی بوٹی نکالنا | بچت |
|---|---|---|---|
| ہربیسائیڈ کی لاگت | زیادہ مقدار میں استعمال | صرف مخصوص جگہوں پر استعمال | 60-95٪ کمی |
| محنت کی لاگت | دستی جڑی بوٹی نکالنے والے عملہ | خودکار آپریشن | 37٪ کمی |
| آلات کا وقت | کھیتوں پر متعدد بار گزرنا | ایک بار درستگی کے ساتھ گزرنا | 50٪ سے زائد وقت کی بچت |
| سرمایہ کاری کی واپسی کا وقت | لاگو نہیں | ابتدائی زیادہ لاگت | 1-3 سال میں واپسی |
یہ سب لاگت کی بچت میں تبدیل ہوتا ہے۔ ہربیسائیڈ کی کمی کے علاوہ، کسان آلات کے وقت اور مزدوری پر بھی بچت کرتے ہیں۔ جان ڈئیر اور اس کے شراکت داروں نے پایا ہے کہ اگرچہ درستگی والے اسپریئرز کی ابتدائی قیمت زیادہ ہوتی ہے، لیکن ان پٹ کی بچت کی وجہ سے سرمایہ کاری کی واپسی صرف 1–3 سال میں ہو سکتی ہے۔ بہت سے کسانوں نے تجربات میں AI نظام کے مکمل استعمال کے بعد فی ایکڑ جڑی بوٹی کنٹرول کی لاگت آدھی یا اس سے زیادہ کم کر دی۔
چیلنجز اور اپنانا
وعدے کے باوجود، AI جڑی بوٹی نکالنا ابھی نیا ہے اور ابھی تک عام نہیں ہوا۔ 2024 کے شروع تک، صرف تقریباً 27٪ امریکی کھیت کسی بھی درستگی والی زراعت کی ٹیکنالوجی استعمال کرتے ہیں جیسے جڑی بوٹی کنٹرول کے لیے۔
موجودہ رکاوٹیں
- اعلیٰ آلات کی قیمت
- خصوصی علم کی ضرورت
- ڈیٹا کی ملکیت اور اعتبار کے خدشات
- ٹیکنالوجی کی پیچیدگی کے خدشات
- ایسے کھیت جہاں جڑی بوٹیاں فصلوں سے بہت ملتی جلتی ہوں
میں See & Spray کے بارے میں شکوک و شبہات رکھتا تھا، لیکن استعمال کے بعد میں اس کا قائل ہو گیا کیونکہ یہ آسان اور مؤثر ثابت ہوا۔
— نارتھ ڈکوٹا کا کسان
ترقی کے محرکات
تاہم، صنعت کے ماہرین تیز رفتار ترقی کی توقع رکھتے ہیں۔ بڑھتی ہوئی ان پٹ قیمتیں (کھاد، ہربیسائیڈز، محنت) اور ماحولیاتی دباؤ زیادہ کسانوں کو درستگی والے طریقوں کی طرف لے جا رہے ہیں۔
آلات بنانے والے
اسٹارٹ اپ اختراعات
AI انضمام
مستقبل کے لیے توقعات
مصنوعی ذہانت سے چلنے والا جڑی بوٹیوں کا انتظام ابھی ترقی کے مراحل میں ہے، لیکن رجحانات واضح ہیں: زیادہ ہوشیار مشینیں معمول کے جڑی بوٹی نکالنے کے کام سنبھالیں گی۔
کئی طریقوں سے سینسنگ
RGB کیمرے، ملٹی اسپیکٹرم امیجنگ، حتیٰ کہ پودوں کی خوشبو کے سینسرز کو ملانا
متحرک فیصلہ سازی
فی جڑی بوٹی پر اسپرے، کاٹنے، یا جلانے کا متحرک فیصلہ کرنا
مربوط نظام
کھیت کے GPS اور نقشہ سازی کے آلات کے ساتھ انضمام تاکہ مسلسل سیکھا جا سکے
کاشتکار "ایسا آلہ چاہتے ہیں جو سب کچھ کرے" – AI اس وژن کی طرف بڑھ رہا ہے تاکہ مشینیں کھیت میں فوری مسائل حل کر سکیں۔
— زرعی ٹیکنالوجی کے ماہر
عالمی پائیداری پر اثر
اہم بات یہ ہے کہ یہ AI حل پائیدار زراعت کی عالمی ضروریات کے مطابق ہیں۔ صارفین اور ریگولیٹرز کیمیکل کے کم باقیات اور ماحول دوست کاشتکاری کا مطالبہ بڑھا رہے ہیں۔
کیمیکل میں کمی
کچھ معاملات میں 80–95٪ ہربیسائیڈ کی کمی
محنت کے حل
کھیتوں کو محنت کی کمی سے نمٹنے میں مدد دیتا ہے
ماحولیاتی موافقت
ماحولیاتی دباؤ سے نمٹنے والے کھیتوں کی حمایت کرتا ہے
