शेतीसाठी कृत्रिम बुद्धिमत्ता

डॉ. आनंद ज. कुलकर्णी
मंगळवार, 5 जानेवारी 2021

विशेष

आपल्या जीवनाच्या सर्व क्षेत्रांत नवनवीन प्रकारची अनेक आधुनिक तंत्रज्ञाने विकसित केली जात आहेत. त्यामुळे संरक्षण, सार्वजनिक वाहतूक, शहरी व्यवस्था, वैद्यकीय सेवा, मार्केटिंग इत्यादी क्षेत्रांत आमूलाग्र बदल व स्थित्यंतर होताना दिसत आहे. या सर्व क्षेत्रांची कार्यक्षमता वाढवण्याचे काम कृत्रिम बुद्धिमत्ता करत आहे. एआय किंवा कृत्रिम बुद्धिमत्ता या विषयावर प्रकाश टाकणारे हे सदर..

‘उत्तम शेती, मध्यम धंदा आणि कनिष्ठ नोकरी’ अशी आपल्याकडे एक म्हण आहे. शेतकऱ्याला आपण अन्नदात्याच्या रुपात पाहतो. त्याचे अपार कष्ट, मेहनत आणि सदैव भेडसावणारी अनिश्चिततासुद्धा आपण समजून घेऊ शकतो. जगभरातील सरकारे, कृषी संशोधक तसेच विविध संस्था शेतकऱ्याच्या कल्याणासाठी काम करत आहेत. कीटकनाशके, खते, विविध शेतकी अवजारे वगैरे बरीच संसाधने शेतीसाठी उपलब्ध असली, तरी योग्य उत्पन्न आणि नफा मिळवण्यासाठी जंगलतोड आणि त्याचबरोबर पाण्याचा वापर वाढतच आहे. ज्याचा एकूणच पर्यावरणावर गंभीर परिणाम होत आहेत. जगातील साधारण ६५ टक्के लोकसंख्या अजूनही शेतीवर गुजराण करते आहे. कित्येक देशांच्या अर्थव्यवस्था शेतीवर आधारित आहेत. भारताच्या एकूण राष्ट्रीय उत्पन्नाचा १८ टक्के वाटा शेतीचा आहे. पन्नास टक्क्यांहून अधिक जनता शेतीवर अवलंबून आहे. संयुक्त राष्ट्रसंघाच्या २०१७ मध्ये प्रकाशित झालेल्या अहवालानुसार जागतिक कृषी उत्पादनात गेल्या साठ ते सत्तर वर्षांत तिपटीने वाढ झाली आहे. जागतिक लोकसंख्याही तीन अब्जांवरून सात अब्जांवर पोचली असून २०५० पर्यंत ती नऊ अब्जांपर्यंत पोचू शकेल. तसेच २०५० पर्यंत दोन तृतीयांश लोकसंख्या शहरी भागांत स्थलांतरित होईल. त्यामुळे शेतकरी आणि निगडित व्यवसायांवर मोठा भार पडणार आहे. त्यामुळे पाणी, जमीन, कीटकनाशके, खते इत्यादींचा अत्यंत काटेकोर आणि अधिक कार्यक्षमतेने वापर केला गेला पाहिजे. तसेच तयार झालेले पीक व साठवलेले धान्य अधिकाधिक टिकले पाहिजे याचीही काळजी घेतली गेली पाहिजे.

कृत्रिम बुद्धिमत्ता ही आता एक शैक्षणिक किंवा प्रायोगिक संकल्पना न राहता जशी सर्व क्षेत्रांत अधिकाधिक वापरली जाऊ लागली आहे, त्याचप्रमाणे एक ठोस तंत्रज्ञान म्हणून शेतीसाठी अत्यंत उपयुक्त ठरताना दिसत आहे. प्रामुख्याने कमीतकमी संसाधनांचा वापर करून अधिकाधिक उत्पन्न, तसेच अपेक्षित व उत्तम परिणाम मिळवणे हा कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा प्रमुख उद्देश असतो. शेतीसाठी त्याचा उपयोग अत्यंत प्रभावी वाटचाल करतो आहे. ज्याचे दृश्य परिणाम पाश्चात्त्य किंवा विकसित देशात ठळकपणे दिसत आहेत. भारतातसुद्धा शेतीसंबंधी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर मूळ धरतो आहे. ज्यामध्ये कीटकांच्या प्रादुर्भावाचा, तसेच शेती उत्पन्नाचा तंतोतंत अंदाज बांधणे, इत्यादी उपयोग प्रामुख्याने होताना दिसत आहेत. ‘मशीन लर्निंग’ या कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या तंत्राचा वापर आज वाढतो आहे. ज्यामध्ये विविध फळे, फुले, बिया, जमीन, माती, पाणी, पिकांवरील कीड, त्यावरील उपाय, त्यांचे परिणाम, हवामान इत्यादींची वर्गवारी केलेली असते. त्याची एक ‘माहिती बँक’ केली जाते. नवनवीन माहिती जशी मिळत जाते तशी ही वर्गवारी अद्ययावत केली जाते. याच माहिती बँकेचा उपयोग योग्य उपाय सुचवण्यात तसेच शंकांचे निरसन करण्यासाठी होतो आहे. उदाहरणार्थ, शेतकऱ्याने उत्पादित केलेली फळे, भाज्या, तसेच धान्य यांचा फक्त मोबाइलवर काढलेला फोटो वापरून त्यांची प्रतवारी व दर्जा ठरवण्यास मदत होते. ‘मशीन लर्निंग’च्या माध्यमातून माहिती बँकेतून योग्य उत्तर शोधले जाते. त्याचबरोबर दर्जा वाढवण्यासाठीचे उपायसुद्धा सुचवले जातात, ज्यामध्ये किडींवरील उपाय, औषधे इत्यादींचा समावेश असतो.

अकस्मात येणारा प्रचंड पाऊस तसेच गंभीर दुष्काळ हा शेतकऱ्यांसाठी नेहमीच पेरणीच्या दृष्टीने एक आव्हान असते. त्यामुळे नशिबावर अवलंबून राहण्यावाचून पर्याय नसतो. परंतु आता मायक्रोसॉफ्ट सारखी माहिती तंत्रज्ञान क्षेत्रातील कंपनी याबाबत आगाऊ माहिती देणारे मोबाइल ॲप्लिकेशन उपलब्ध करून देत आहे. ज्यामध्ये मागील तीस वर्षांहून अधिक काळातील हवामानाच्या तसेच विविध किडींच्या प्रादुर्भावाच्या विश्‍लेषणावरून योग्य पेरणीचा काळ शेतकऱ्यांना सुचवला जातो. विशेष म्हणजे, याबाबत कित्येक प्रस्थापित कंपन्या व स्टार्टअप्स आघाडी घेत आहेत. कॅनडातील एका शेतीसंबंधित कंपनीने तयार केलेला रोबोट टोमॅटोच्या नुकत्याच उगवलेल्या रोपाच्या रंग, उंची आणि आकारावरून त्याच्या पूर्ण वाढीची वेळ व टोमॅटोच्या पिकण्याची वेळ सांगू शकतो. हे जितक्या जास्त पिकांसाठी शक्य होईल, तितके जास्त शेतकऱ्यांना, तसेच पुढे मालाची वाहतूक करणाऱ्यांना, दुकानदारांना आगाऊ नियोजन करणे शक्य होईल. शेतकऱ्यांना योग्य बाजाराची आणि ग्राहकांसाठी उत्तम दर्जाच्या ताज्या भाजीपाल्याची उपलब्धता यांचा योग्य ताळमेळ घालणाऱ्या अनेक कंपन्या पुढे येत आहेत. ठराविक प्रदेशातील ग्राहकांच्या खाण्यापिण्याच्या विशिष्ट सवयीचा कृत्रिम बुद्धिमत्तेसाठी वापर करून, जवळच्या शेतकऱ्यांकडून संबंधित भाजीपाला व धान्य थेट ग्राहकांपर्यंत पोचवण्यात येत आहे. यामध्ये शेतकऱ्यांना त्वरित बाजार उपलब्ध तर होतोच, पण ग्राहकांना ताजा माल योग्य दरात मिळतो. या कंपन्या शेतकऱ्यांना पुढील हंगामाच्या अंदाजानुसार ठराविक शेती उत्पन्न घेण्याविषयी सल्लासुद्धा देऊ करतात. यामुळे शेतकऱ्यांसाठी बाजारातील अनिश्चितता कमी होण्यास मदत होते. यातूनच मागणी आणि पुरवठा यातील अंतर कमी होण्यास मदत होते. 

मधमाश्या परागीकरणासाठी महत्त्वाचे माध्यम असतात. गेल्या काही वर्षांत त्यांचे प्रमाण कमी होत आहे. त्याचा थेट परिणाम फळे व फळभाज्यांच्या उत्पन्नावर होतो आहे. ऑस्ट्रेलियासारख्या देशात हरितगृहातील टोमॅटोचे वार्षिक उत्पन्न शेकडो अब्ज रुपयांचे आहे. तेथे मधमाश्यांची प्रचंड कमतरता असल्याने प्रत्येक फुलाची तपासणी करून हाताने परागीकरण करावे लागते. याचा खर्च अर्थातच एका हेक्टर मागे प्रचंड असतो. इस्राईलच्या एका कंपनीने मधमाशीच्या आकाराचे कृत्रिम बुद्धिमत्तेने सुसज्ज रोबोट्स तयार केले आहेत. हे अत्यंत छोटे रोबोट्स एका ठराविक पद्धतीत उडून प्रत्येक फूल शोधतात, परागीकरणासाठी तयार असलेल्या फुलांजवळ खऱ्या कीटकांप्रमाणे घोंगावतात व परागीकरण घडवून आणतात. हे उडणारे रोबोट्स कमीत कमी ऊर्जा खर्च व्हावी व जास्तीतजास्त परागीकरण व्हावे असा मार्ग निवडतात. जगभरात हरितगृहे वाढण्याचा वेग स्थिर, पण पाच टक्क्यांवर पोचतो आहे. त्यामुळे या उडणाऱ्या रोबोट मधमाश्यांचा वापरसुद्धा वाढणार हे नक्की. 

इंग्लंडमध्ये शेतातील प्रत्येक रोपट्याच्या तपासणीसाठी ‘टॉम’ रोबोट तयार करण्यात येतो आहे. हा छोटा रोबोट प्रत्येक रोपट्यापाशी जाऊन त्याच्या वाढीचा, किडीचा तपास घेऊन उपचार करू शकतो. त्याचप्रमाणे मातीच्या गुणवत्तेनुसार व ओलाव्यानुसार गरजेपुरते खत, पोषक तत्त्वे व पाणीसुद्धा घालतो. तणांच्या जवळपास २५० हून अधिक जाती आहेत. प्रत्येक वर्षी त्यांच्यामुळे जगभरात कित्येक हजारो कोटींचे नुकसान होत असते. मशीन लर्निंगच्या माध्यमातून अशा अनावश्यक तणांना व झाडांना ओळखून त्यांच्यावर औषधाचा वापर करणे, त्यांना उपटून टाकणे या गोष्टीसुद्धा आता हे रोबोट्स करत आहेत. हे काम मानवासाठी अत्यंत अवघड तसेच खर्चीक आहे. पण या रोबोट्समुळे तणनाशकांचा वापर ८० टक्क्यांनी कमी झाला आहे. त्याचबरोबर कीटकनाशकांच्या वापराचे प्रमाण तसेच खतांचा कमीतकमी खर्च होऊन किफायतशीर उत्पादन मिळवण्यात मोठी मदत होणार आहे. ड्रोन्स व उपग्रहांचा वापर करून शेतांची छायाचित्रे घेण्यात येतात व त्यांच्या रंगसंगती आणि विविध छटांचे विश्‍लेषण केले जाते. त्यानुसार त्यातील मातीचा कस, तसेच पिकांवरील रोगाचा तसेच टोळधाडीचा अंदाज बांधला जातो. त्याचा शेतकऱ्याला शेताच्या कोणत्या ठराविक भागावर विशिष्ट खत वापरायचे, विशिष्ट कीटकनाशकाचा वापर करायचा हे ठरवता येते. यामुळे खत आणि कीटकनाशकावरील खर्च ४० टक्क्यांनी कमी होतो आहे.

थोडक्यात सांगायचे झाले, तर कृत्रिम बुद्धिमत्तेशी संबंधित विविध तंत्रांचा वापर करून शेतीशी निगडित संसाधनांचा अधिक कार्यक्षमतेने उपयोग करता येऊ लागला आहे. ज्यामध्ये शेती उत्पन्न वाढवणे, खते तसेच औषधांवरील खर्च कमी करणे, जमिनीचा कस वाढवणे इत्यादी कामे शक्य होत आहे. जसा या तंत्रांचा अधिक वापर होऊ लागेल, तसे स्पर्धात्मक वातावरण तयार होऊन शेतकऱ्यांसाठी अधिक स्वस्त पर्याय उपलब्ध होऊ लागतील. यातून जसा शेतकऱ्यांचा फायदा आहे, तसाच ग्राहकांचासुद्धा मोठा फायदा आहे. उत्तम दर्जाची शेती उत्पादने वाजवी दरात थेट ग्राहकांपर्यंत पोचतील. कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा मूळ व सर्वसामान्य उद्देश यातून मात्र सफल होताना दिसतो आहे. तो म्हणजे कमीतकमी संसाधनांचा वापर करून जास्तीतजास्त दर्जेदार व गुणवत्ता असणारे परिणाम आणि उत्पन्न मिळवणे. कीटकनाशके, औषधे, खते, पाणी, जमीन, मानवी कष्ट इत्यादींचा कमीतकमी वापर करून जास्तीत जास्त व दर्जेदार शेतकी उत्पन्न मिळवता येण्याच्या दृष्टीने विश्वासात्मक पाऊल पुढे पडत आहे. यात विशेषतः विद्यापीठांतील मूलभूत संशोधन मोलाचे ठरू शकते. देशविदेशांतील कंपन्या व विद्यापीठे एकत्र येऊन कृत्रिम बुद्धिमत्ता व शेती यांची सांगड घालणाऱ्या प्रयोगशाळा उभारू शकतील. त्यातून होणारे संशोधन थेट मानवी जीवनावर व पर्यावरणावर सकारात्मक परिणाम करणारे असेल हे मात्र नक्की.

इस्राईलसारखा एकेकाळी दुष्काळी असलेल्या देशाने आधुनिक शेतीमध्ये आधीच मोठी आघाडी घेतली आहे. विविध तंत्रज्ञानांना आत्मसात करून त्याचा थेट उपयोग हा तेथील प्रगतीचा कणा आहेच, परंतु आता तेथील सरकार आणि कंपन्या कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा सढळपणे वापर करू लागल्या आहेत, तसेच मोठ्या प्रगत राष्ट्रांनादेखील मदत करत आहेत. 

संबंधित बातम्या