هوشمند سازی آبزی پروری

آشنایی با هوش مصنوعی در آبزی پروری هوشمند ( هوشمند سازی آبزی پروری ):

تعریف هوشمند سازی در زمینه شیلات و آبزی پروری هوشمند : در ابتدا باید بدانیم که هوش مصنوعی به چه معنایی می باشد؟ تفاوت آن با ماشینی شدن یا مکانیزاسیون چیست؟ تا به امروز وجود آن در زندگی انسان چه فوایدی داشته است؟ و سپس بیان میکنیم که ما چگونه میتوانیم در زمینه شیلات و آبزی پروری از هوش مصنوعی بهره ببریم یا به بیان دیگر، چگونه میتوانیم آبزی پروری هوشمند داشته باشیم ؟ هوش مصنوعی (Artificial intelligence): هوش مصنوعی به بیان ساده به معنای توانایی یک کامپیوتر یا روبات برای انجام کارهایی میباشد که به طور معمول نیازمند درک و هوش انسانی است.

تفاوت هوش مصنوعی و مکانیزاسیون:

شاید در زندگی روزمره اصطلاح مکانیزه شدن یا ماشینی شدن، بیشتر از هوش مصنوعی به گوشتان خورده باشد. امروزه تقریبا تمام انسان ها در زندگی روزمره خود به نوعی با ماشینی شدن ارتباط دارند. مکانیزه شدن به معنای فرآیندی است که در طی آن یکی از فعالیت های انسانی به وسیله ماشین مکانیکی انجام میگیرد، در واقع ماشین نمیتواند فکر کند، مسائل را تجزیه و تحلیل و درک کند و فقط براساس دستور کار عمل میکند (مثل طرز کار ترموستات یخچال یا کولر گازی). در زمینه کشاورزی هوشمند مثالی که می شود از مکانیزه شدن زد، جایگزینی تراکتور و کمباین به جای گاوآهن برای شخم زدن زمین است، در زمینه شیلات طرز کار برخی غذاده های اتوماتیک به این صورت میباشد که البته گاهی به غلط، این موضوع هوش مصنوعی نام میگیرد ولی با آشنایی بیشتر با هوش مصنوعی تفاوت های بین آبزی پروری هوشمند، آبزی پروری پیشرفته وآبزی پروری سنتی را درک خواهیم کرد .

هوش مصنوعی در حقیقت قادر است که فعالیت هایی را انجام دهد که نیاز به بررسی و اصلاح دارند، بنابراین شاید یکی از تفاوت های عمده بین هوش مصنوعی و مکانیزاسیون در این باشد که هوش مصنوعی میتواند به ما راهکار ارائه دهد ولی مکانیزاسیون، قادر به دادن راه حل نیست و صرفا یک عمل تکراری را انجام می دهد.

فواید هوش مصنوعی در زندگی روزمره:

شاید بارزترین مثال هوش مصنوعی در زندگی ما، موتور جستجوگر گوگل باشد. گوگل از هوش مصنوعی در جستجو هایش استفاده می کند تا بهترین و نزدیک ترین نتیجه به آن چه کاربر می خواهد را پیدا کند، همچنین در حوزه سلامت، کسب و کار، آموزش و پرورش، اقتصاد، قانون و قضا و… روزانه شاهد کاربرد هوش مصنوعی هستیم زیرا بخش های مهمی در زمینه های مختلف حوضه های مذکور، هوشمند سازی شده اند .

آبزی پروری هوشمند :

یکی از مواردی که هوش مصنوعی میتواند در آن بسیار کارآمد واقع شود، زمینه آبزی پروری میباشد که میتوانیم آن را به آبزی پروری هوشمند بدل کنیم. ه,شمند سازی آبزی پروری در حقیقت می تواند به ما در مدیریت هوشمند مزرعه آبزی پروری و توسعه پایدار آبزی پروری و فرآوری هوشمند آبزیان کمک کند .

جدول زیر نشان دهنده تولیدات سرانه بزی پروری در سال 2010 در قاره های مختلف است (یعنی تولید سالانه آبزی پروری به ازای هر پرورش دهنده).

جدول 1: تولیدات آبزی پروری به ازای هر مزرعه دار در سال 2010با واحد تن در سال

منطقه	آبزی پروری (سال / تن)
آفریقا	8.6
آسیا	3.3
اروپا	29.6
آمریکای لاتین و کارائیب	7.8
آمریکای شمالی	183.2
اقیانوسیه	33.3
جهان	3.6

همانطور که مشاهده می شود، به طور میانگین یک کشاورز در آمریکای شمالی، کانادا و اروپا، قادر است بیش از 60 برابر میانگین جهانی تولیدات داشته باشد! و جالب است که بدانید کشورهای آمریکای شمالی و اروپا، برعکس کشورهای آسیای جنوب شرقی اکثرا به تولید گونه های گوشتخوار میپردازند و کسی که اندکی با علوم شیلاتی آشنا باشد میداند که در آبزی پروری، پرورش گونه های گوشتخوار بسیار سخت تر و پرهزینه تر از سایر گونه ها میباشد. فکر میکنید راز موفقیت این کشورها در چیست؟ همانطور که احتمالا حدس زده باشید، پاسخ این سوال آبزی پروری پیشرفته و در حقیقت، آبزی پروری هوشمند می باشد .

در سال 2010 که بسیاری از کشورها هنوز از روش های سنتی برای بسیاری از فعالیت های خود من جمله شیلات و کشاورزی استفاده می کردند، پرورش دهندگان ماهی درکشورهای اروپایی و آمریکای شمالی نه تنها تقریبا تمام استخرهای خود را تمام مکانیزه کرده بودند، بلکه از روش های هوش مصنوعی برای کارایی بیشتر استفاده می کردند و در واقع از سال های قبل دارای سیستم های پرورش ماهی پیشرفته و به طور کلی دارای آبزی پروری پیشرفته بودند . بنابراین بسیاری از مشکلاتی که پرورش دهندگان ایرانی هنوز هم با آنها دست و پنجه نرم می کنند، عملا برای آنها اصلا وجود نداشت.

بنابراین مزرعه داران با کمک گرفتن از پدیده کشاوری هوشمند و هوشمند سازی آبزی پروری می توانید در هزینه و وقت خود صرفه جویی کرده، و در عین حال دچار خطاهای انسانی نشوید.

اکنون ممکن است برایتان سوال ایجاد شود که هوش مصنوعی چگونه میتواند در شیلات کارایی داشته باشد؟ آیا هوشمند سازی آبزی پروری (آبزی پروری هوشمند)، بر روی مدیریت مزرعه تاثیری دارد؟

مقدمه: هدف اصلی در هر کار اقتصادی از جمله دامپروری کسب سود اقتصادی و افزایش [...]

اطلاعات بیشتر

نمونه هایی از فعالیت های انجام شده در زمینه هوشمند سازی شیلات و آبزی پروری در جهان:

1 . پروژه یوتوفیا (UTOFIA):

از سال 2015 آغاز شد. که در طی آن دانشمندان اروپایی نوع جدیدی از دوربین های فیلمبرداری را در زیر آب تولید و آزمایش کرده اند که میتواند با کیفیت بالا تصویربرداری کرده و ضمن سنجش شاخص های کیفی آب، به رفتار شناسی آبزیان نیز کمک کند. این پروژه که در یک سیستم پرورش ماهی تن در قفس در جنوب اسپانیا انجام شد، دارای دوربین هایی با برد دو تا سه برابر دوربین های مشابه خود بود و میتوانست تصاویر 3 بعدی ارائه دهد، در آبهای کدر تا فاصله دوازده متری را فیلم برداری کند، همچنین تعداد ماهیان و بنابراین وزن ماهیان را نشان میداد. همانطور که شاید بدانید، وزن یکی از عوامل مهم در سیستم پرورش در قفس است و هر قفسی دارای ظرفیت محدودی برای وزن کل ماهیان وارده در آن میباشد و حتی یک کیلو اضافه تر ممکن است باعث به وجود آمدن مشکلاتی شود. تکنیک هایی که تولیدکنندگان ماهی برای کنترل شاخص کیفی آب و رفتار ظاهر گونه پرورشی به کار میبردند به اندازه کافی دقیق نبود و این دوربین، جایگزین مناسبی برای آن بود. همچنین با استفاده از این دوربین، مشاهده روند رشد ماهیان میسر شد. با مطالعه بیشتر میتوانیم نمونه های بسیار متعددی از آبزی پروری هوشمند را در انواع سیستم های پرورش ماهی که تا به حال در سرار دنیا اجرا شده است، مورد بررسی قرار دهیم .

2 . در یک قایق (بارج):

در شمال شرقی سنگاپور، یک کمپانی به نام Singapore Aquaculture Technologies (SAT) دوربینهای زیرآب شنای ماهی باراموندی و سرخو را که در مخازن بزرگی به گنجایش 1.8 میلیون لیتر شنا می کنند، نظارت می کنند. این دوربین ها بخشی از یک سیستم دیجیتالی هستند که میزان تغذیه ماهی ها، رشد، سلامت و میزان مرگ و میر آنها را کنترل میکند. همچنین از هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی دقیق (کشاورزی دقیق / کشاورزی هوشمند و کشاورزی دقیق) ماهی ها استفاده می کنند. این مزرعه از سیستم پرورش ماهی مدار بسته (RAS) استفاده میکند که این امر باعث میشود شاخص های کیفی آب قابل کنترل باشد و تحت تاثیر آب دریا در مجاور قرار نگیرند.

کشاورزی هوشمند چیست :

آشنایی با شیلات:

تکثیر:

به طور کلی برای مدیریت استخر تکثیر ماهیان به یک سری از عوامل ضروری نیاز داریم و یک سری شاخص های کیفی آب باید مدیریت شوند که شامل: نور، دما، بستر مناسب، جنس غالب، اکسیژن می باشند .

که از بین این عوامل، نور و اکسیژن و دما از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند.

دما:

ما میتوانیم تکثیر ماهیان را جلو یا عقب اندازیم. مثلا با کاهش یا افزایش دما (کاهش دما، رسیدگی تخمدان را طولانی تر می کند).

اکسیژن:

ماهی زمانی که به سن تکثیر می رسد به اکسیژن بیشتری نیازمند است، زیرا متابولیسم ماهی در این دوره بالا می رود.

نور:

ماهی قزل آلا و ماهی آزاد، photo period مشاهده می شود، به این معنا که تولید مثل در آنها ( و در بسیاری از ماهیان سرد آبی) وابسته به نور است و اصطلاحا به این ماهیان، photo depended fish به معنای ماهیان وابسته به نور گفته می شود. در فصل پاییز که روزها کوتاه هستند با افزایش میزان نور، میزان تخم ریزی افزایش می یابد.

روش های مختلف برای تکثیر:

1) تکثیر طبیعی:

در این شرایط میزان دخالت انسان صفر است و تکثیر به صورتی که ماهیان در زیستگاه اصلی خود در طبیعت انجام می دهند، انجام می شود

2) تکثیر نیمه طبیعی:

قزل آلا و ماهی سفید و ماهی آزاد دریای خزر معمولا از این طریق تکثیر می شوند. انسان به مقدار محدودی در این روش دخالت دارد و به چهار طریق انجام می شود:

1-2)روش اول: دوبیش:

در این روش ماهیان مولد در ورودی استخر القا به تخم ریزی می شوند و تخم ها به سطوحی می چسبند تا به وسیله مولدین دیگر خورده نشوند.

2-2)روش دستی :

این روش به نسبت قدیمی تر است، به این صورت که به روش دستی تخم ماهیان را گرفته، به آن آب اضافه شده و سپس تخم ها وارد سبدهایی میشوند و پس از مدتی لاروها خارج میشوند.

3-2) لقاح:

باز هم تخم کشی انجام می شود، ترکیب اسپرم و تخم صورت گرفته و سپس تخم های لقاح یافته به انکوباتورهای تفریخگاه فرستاده میشوند.

4-2) مولدین در هاپا :

(یک مخزن برزنتی در درون آب) قرار می گیرند و پس از مدتی لاروها بدست می آیند.

5-2) بستر تخم ریزی:

که می تواند ریشه درختان یا الیاف پلاستیکی هستند قرار داده می شوند و ماهی های مولد رهاسازی می شوند تا تخم ریزی روی آن صورت گیرد.

3) تکثیر نیمه مصنوعی:

با یکبار تزریق هورمون و رهاسازی مولدین در استخر صورت میگیرد.

4) تکثیر مصنوعی:

با حداکثر دخالت انسانی. به این صورت که مولدین را در ساختمان بسته ای به نام تفریخگاه قرار داده، 2 دوز هورمون به آنها (جنس ماده) تزریق میشود و سپس توسط انسان تخم کشی و لقاح تخم و اسپرم و قرار دهی در انکوباسیون صورت میگیرد و سپس رهاسازی میشوند.

پرورش:

انواع سیستم های پرورشی:

با توجه به اهداف و بودجه پرورش دهنده، نوع گونه پرورشی، مساحت زمینی که در اختیار داریم، نوع منبع آبی که به آن دسترسی داریم، و بسیاری از عوامل دیگر، انواع روش ها و سیستم های پرورشی میتوانند متفاوت باشند.

استخر های پیش ساخته(هوشمند سازی آبزی پروری)

میتوانیم انواع سیستم های پرورش ماهی و به طور کلی آبزی را به صورت های زیر تقسیم بندی کنیم:

تقسیم بندی اول:

تقسیم بندی بر اساس تراکم ماهی یا آبزی :

بر اساس تراکم ماهی ها و سایز آبزیان پرورشی، سیستم های پرورشی به گسترده، نیمه متراکم، متراکم و فوق متراکم تقسیم میشوند. هر چه تراکم در سیستم ها بیشتر باشد نیاز به نظارت بیشتری است و تمام شاخص های آب باید به طور منظم اندازه گیری شوند. اگر بشود به خوبی سیستم پرورشی فوق متراکم را راه اندازی کرد، کمیت و کیفیت محصولات بسیار بهتر خواهند شد. یکی از راه های نظارت بهتر بر مزرعه، استفاده از هوش مصنوعی میباشد؛ به این صورت که هوش مصنوعی میتواند پایش مداومی از مزرعه به ما ارائه دهد و نیروی انسانی، قادر به انجام این کار نمیباشد.

به یاد داشته باشید که هیچگونه سامانه ای که ذاتاً خوب و یا بد باشد وجود ندارد. تعیین میزان تراکم ماهی به شرایط موجود بستگی دارد و تراکم آبزیان در استخر های پرورشی، باید به گونه ای باشد که به مدیریت هوشمند مزرعه آبزی پروری کمک کند . بنابراین در صورت وجود مخازن آبی بزرگ، سامانه های گسترده(غیرمتراکم) میتوانند راه مطلوب کسب درآمد باشند، امّا این سامانه ها در مناطقی که زمین محدود و آب کم است، غیرمعقول به نظر میرسند.

تقسیم بندی دوم:

براساس کاربری مزرعه:

میتوان آن را به انواع منفرد، مجتمع، دو منظوره تیپ و دو منظوره ذخیره آب تقسیم بندی کرد.

سیستم پرورشی مدار بسته (RAS):

یگی از انواع سیستم های پرورش ماهی میباشد که در آن، نوعی تکنولوژی به کار برده میشود که در آن آب به گردش در آمده و بعد از فیلتراسیون مکانیکی و زیستی، دوباره مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش میزان آبی که تعویض میشود کمتر از 10 درصد میباشد و در برخی سیستم ها نیز تعویض آب صفر درصد است (zero exchange water) و به صورتی طراحی شده که فقط آب تبخیر شده جایگزین می شود. این سامانه نیازمند سطح و آب بسیار کمی می باشد و بیومس (زی توده) پرورشی در آن می تواند وزنی برابر با 100 کیلوگرم در متر مکعب داشته باشد، ولی پرورش در سیستم مدار بسته با چالش هایی روبرو (فرصت ها و چالش ها در کشاورزی هوشمند) است که البته با راهکارهایی می توان از آنها جلوگیری به عمل آوررد.

فیلتر های مکانیکی و بیوفیلتر(هوشمند سازی آبزی پروری)

هوادهی و وجود اکسیژن فراوان در سیستم های مدار بسته

هوادهی و وجود اکسیژن فراوان در سیستم های مدار بسته(هوشمند سازی آبزی پروری)

چالش های سیستم مدار بسته آبزی پروری و روش مقابله با آنها:

در کل سامانه سیستم های مدار بسته از نظر سرمایه گذاری و نگهداری پرهزینه هستند. آب در یک ساعت چندین بار در سامانه مورد گردش قرار میگیرد و بنابراین نیاز به پمپاژ شدیدی وجود دارد. هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری در مورد فیلتراسیون آب و بیوفیلترها نیز بسیار بالاست و از طرفی به دلیل زیتوده بسیار بالای ماهی در این سامانه، خسارت های ناشی از خطا و اشتباه میتواند بسیار شدید باشد. هر گونه نقض در هوادهی یا پمپاژ آب میتواند به بروز تلفات بسیار زیادی در یک مدت زمانی کوتاه (در بسیاری از موارد در حد چند دقیقه) منتهی گردد. در صورت آسیب دیدگی و یا آلودگی بیوفیلترها، جهت بازگشت به وضع سابق نیاز به چند هفته دوره نقاهت خواهد بود. بنابراین تمامی سامانه های مدار بسته به دستگاه های پشتیبانی، کنترل کننده و هشدار دهنده مطمنی احتیاج دارند و نیروی انسانی به تنهایی قادر نخواهد بود که تمامی فاکتورهای سیستم پرورشی مدار بسته را به طور مداوم کنترل کند. در حقیقت کاربرد هوش مصنوعی در سیستم های مدار بسته میتواند تضمینی بر کیفیت محصولات و کارکرد صحیح سیستم باشد.

همچنین بازیافت غذا در استخرهای RAS انجام نمی شود. در این استخرها، مواد غذایی مصرف نشده به طور کامل و با صرف هزینة زیادی حذف و دفع میشوند. این مطلب برعکس محیطهای طبیعی و سامانه های پرورشی سنتی(معمولی) است که در آنها غذا و بقایای مواد غذایی از طریق شبکة غذایی مورد بازیافت قرار میگیرند. فناوری بایوفلاک روشی است جدید جهت تسهیل پرورش متراکم که به سرمایه گذاری اولیه و نگهداری کمی نیاز دارد و امکان بازیافت غذا را فراهم می آورد. در سامانه های بایوفلاک میتوان از طریق کنترل نسبت کربن به نیتروژن و تبدیل نیتروژن غیرآلی به پروتئین میکروبی، تجمع نیتروژن را در سیستم به حداقل رساند و در واقع از آلودگی جلوگیری نمود. به علاوه، بایوفلاکها دارای باکتریهای نیتریفیکاسیون کننده هستند و به نظر می رسد که بایوفلاکها شرایط مساعدی را برای فرآیند نیتریفیکاسیون حتی در سامانه هایی با غلظت زیاد ماده آلی فراهم می آورند بنابراین استفاده از آنها در سسیتم های بسته پرورشی، میتواند به صرفه بوده و هزینه های تغذیه را کاهش دهد.

انواع گونه های آبزی پرورشی مورد استفاده در آبزی پروری در ایران:

در یک دسته بندی کلی میتوان 5 گروه برای انواع فعالیت های آبزی پروری و انواع سیستم های پرورش ماهی ایران تعریف کرد:

1) ماهیان گرم آبی 2) ماهیان سرد آبی 3) ماهیان زینتی 4) میگو ها 5) سایر آبزیان (مثل صدف، جلبک های دریایی و…) قزل آلای رنگین کمان

هر کدام از دسته های نام برده شده میتوانند در گروه 1) پرورش در آب شور یا 2) پرورش در آب شیرین قرار گیرند.

در تمامی گونه های ذکر شده در انواع سیستم های پرورشی، آبزی پروری هوشمند(هوشمند سازی آبزی پروری) و پیشرفته میتواند در مدیریت شاخص های کیفی آب و بررسی رفتار و ویژگی های گونه های پرورشی اثر گذاشته و در نتیجه مدیریت مزرعه بهتر انجام خواهد شد .

در ادامه به معرفی برخی از مهم ترین گونه های پرورشی در انواع سیستم های پرورش ماهی ایران میپردازیم

1 . قزل آلای رنگین کمان یا Rainbow trout با نام علمی oncorhynchus mykiss:

ماهی قزل آلا یک ماهی سرد آبی آب شیرین میباشد و رژیم تغذیه ای گوشتخواری دارد. جالب است که بدانید ایران در تولید ماهی قزل آلای رنگین کمان در جهان رتبه اول را دارد. ماهی قزل آلای رنگین کمان بعد از ماهی کپور، بزرگترین و قدیمی ترین ماهی پرورشی میباشد. این ماهی نسبت به ماهی قزل آلای خال قرمز پرورش به مراتب آسانتری دارد و به اصطلاح، سازگاری بیشتری با محیط اسارت پیدا میکند. سازگاری با محیط اسارت به معنای توانایی تولید مثل و رشد مناسب آبزی در برخی انواع سیستم های پرورش ماهی یاهمه آنها باشد . گونه های آبزی پرورشی گونه های آبزی پرورشی گونه های آبزی پرورشی گونه های آبزی پرورشی

2 . خانواده کپور ماهیان یا carps: کپور ماهیان، بزرگترین ماهیان پرورشی در سراسر دنیا میباشند که پرورش آنها به قرن ها پیش باز میگردد. از جمله کپورماهیان مهم که در ایران و عموما در انواع سیستم های پرورش ماهی خاکی و بتنی پرورش داده میشوند میتوان کپور معمولی، کپور نقره ای، آمور و ماهی بیگ هد یا سرگنده را نام برد.

3 . انواع میگو: در ایران، گونه های مختلفی از میگو پرورش داده میشوند که میتوان از میان آنها به میگو سفید غربی (میگو وانامی)، میگو ببری سیاه، میگو ببری سبز، میگو موزی و… اشاره کرد.