نظام ري ذكي يتعلّم من نتائج المواسم

المشكلة

تعمل أنظمة الري الذكي الشائعة جميعها وفق آلية واحدة: إذا انخفضت الرطوبة عن عتبة محددة يُفتح الصمام. وهذه قاعدة ثابتة لا تتضمن أي قدرة على التعلّم؛ فهي لا تدرك أن تربة قطاع معين رملية وتفقد الماء بسرعة أكبر، ولا أن الري في ساعات الفجر أقل فقدًا للماء من الري وقت الظهيرة، ولا أن كمية الري في الأسبوع الماضي كانت زائدة دون أن يستفيد منها النبات. ونتيجة لذلك، يظل المزارع مضطرًا إلى التصحيح اليدوي، ويبقى أداء النظام على المستوى نفسه منذ يوم تشغيله الأول حتى آخر يوم.

كيف يعمل

1. القياسقياس رطوبة التربة وحرارتها على عدة أعماق، إضافة إلى حالة الطقس وملوحة مياه الري.
2. اتخاذ القراريحدد النظام كمية المياه اللازمة لكل قطاع وفق نموذجه الحالي.
3. التنفيذتُفتح الصمامات، ويسجّل عدّاد التدفق الكمية المعطاة فعليًا.
4. المتابعةيراقب النظام سلوك الرطوبة بعد الري، من حيث سرعة انخفاضها ومدة بقائها.
5. التعلّميعدّل النظام معاملات كل قطاع بناءً على الفرق بين القيم المتوقعة والقيم الفعلية.
6. التقريرملخص موسمي يتضمن كمية المياه المستهلكة في كل قطاع وتطوّر القرارات عبر الموسم.

مميزات المشروع

• حلقة تعلّم مغلقة: اتخاذ القرار ← التنفيذ ← قياس النتيجة ← تعديل القرار.
• يقيس النظام كمية المياه المعطاة فعليًا باستخدام عدّاد تدفق، إذ يتحول التعلّم دون هذا القياس إلى مجرد تقدير.
• يميّز النظام بين القطاعات، إذ يتعلّم سلوك التربة الخاص بكل قطاع على حدة.
• يأخذ النظام حالة الطقس في الحسبان، فالري قبل موجة حر يختلف عن الري قبل هطول المطر.
• يوضّح النظام مسوّغات قراراته، ومثال ذلك: «خُفّضت الكمية بنسبة ٢٠٪ لأن الرطوبة بقيت مرتفعة مدة ١٨ ساعة بعد آخر رية».

التحديات المتوقعة

فيما يلي أبرز العقبات المتوقعة في أثناء التنفيذ، نعرضها بوضوح لتكون على بيّنة منها قبل البدء.

• يتطلب التعلّم عددًا كبيرًا من الدورات، إذ لا تظهر النتائج الفعلية إلا بعد أسابيع، ويُعدّ طول المدة الزمنية اللازمة التحدي الأكبر في المشروع.
• يصعب ربط السبب بالنتيجة، لأن المحصول يتأثر بعوامل أخرى غير الري، كالأمراض والتسميد.
• قد ينسدّ عدّاد التدفق عند استخدام مياه غير مُرشّحة، ويؤدي تعطّله إلى توقف حلقة التعلّم بأكملها.
• يميل النموذج الذي يتعلّم من بيانات قليلة إلى المبالغة في الاستجابة بسرعة، ولذلك يلزم وضع حدود أمان تمنع اتخاذ قرارات متطرفة.
• تتعرض الصمامات والأسلاك المركّبة في الحقل لأشعة الشمس والقوارض وعمليات الحراثة.

نقدّم لك حلًا لكل منها ضمن الاستشارة.