नवाचारों को बढ़ावा देने के लिए कृषि-तकनीक को एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता क्यों हो सकती है?

मुख्य रूप से कृषि प्रधान अर्थव्यवस्था होने के कारण, भारत में कृषि में अनुसंधान और तकनीकी नवाचार की बड़ी संभावनाएं हैं। फिर भी, इस क्षेत्र में लगभग 24 बिलियन डॉलर के नवप्रवर्तन, कम बाजार अपनाने, उच्च ग्राहक अधिग्रहण लागत, कम निवेशक रुचि, उच्च बुनियादी ढांचे की लागत, और बहुत कुछ जैसी असंख्य चुनौतियों को देखते हुए मुश्किल से ही सतह पर आ पाए हैं।

विशेषज्ञों का कहना है कि अन्य क्षेत्रों में प्रौद्योगिकी की तुलना में, भारतीय एग्रीटेक को इस क्षेत्र में टर्बोचार्ज नवाचारों के लिए एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, आईआईआईटी-बी एक अंतःविषय दृष्टिकोण अपनाता है और अक्सर समाधानों को डिजिटल सार्वजनिक सामान के रूप में विकसित करने पर विचार करता है।

संस्थान कृषि प्रक्रियाओं में उच्च दक्षता लाने के विचार से कई एग्रीटेक परियोजनाएं विकसित कर रहा है। इनमें ऑटोग्रो – सटीक कृषि के लिए एक स्वायत्त ग्रीनहाउस प्रणाली, सुरक्षित लंबी दूरी की कनेक्टिविटी के साथ स्मार्ट ग्रीनहाउस, सतत कृषि के लिए एक रिमोट कम्पोस्ट निगरानी प्रणाली और एग्रीसेंस (मिट्टी निगरानी उपकरण के साथ एक IoT प्रणाली) शामिल हैं।

एक भारत-विशिष्ट समस्या

“ऑटोग्रो, जो सटीक कृषि के लिए स्वायत्त ग्रीनहाउस प्रणाली है, भोजन उगाने के लिए एक स्वायत्त प्रणाली है। हम एक बहुत ही भारत-विशिष्ट समस्या को हल करने का प्रयास कर रहे हैं, ”आईआईआईटी-बी के संकाय रमेश केस्तुर कहते हैं।

यह प्रणाली जैविक खाद्य उत्पादन को IoT/AI-आधारित प्रणाली के साथ सहजता से एकीकृत करती है और इसमें जलवायु परिस्थितियों, सिंचाई और पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति का स्वचालित ग्रीनहाउस नियंत्रण शामिल है। यह इष्टतम संसाधनों का उपयोग करते हुए फसल उत्पादन की दक्षता बढ़ाने में पर्याप्त लाभ प्रदान कर सकता है और जिससे लागत कम हो सकती है।

“यदि आप पश्चिम में देखें, तो उनके पास प्रकाश जैसे संसाधनों की कमी है और इसलिए वे पूरे वर्ष विकास नहीं कर सकते हैं। इसलिए, हमें उनके समाधान की नकल नहीं करनी चाहिए। हमारे पास पर्याप्त रोशनी है, और हम साल में 365 दिन बढ़ सकते हैं। हमें बस हमारी स्थिति के लिए जो भी महत्वपूर्ण है उसे नियंत्रित करने की आवश्यकता है,” केस्टूर बताते हैं।

देश में सूरज की रोशनी और तापमान की प्रचुरता को देखते हुए, उनकी टीम ने सिस्टम में एलईडी लाइट जैसे घटकों को शामिल करने से परहेज किया, जिससे लागत और जटिलता को कम करने में मदद मिली। अनावश्यक को ख़त्म करने के बाद, टीम ने देखा कि क्या नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

एक इनपुट था जो अनिवार्य रूप से पानी और पोषक तत्व थे। “हमने सोचा कि हम एक प्रणाली बनाने और उन चीज़ों को नियंत्रित करने का प्रयास करेंगे। इस प्रेरणा से, हमने तीन कॉन्फ़िगरेशन के लिए सिस्टम बनाए; एक है हाइड्रोपोनिक प्रणाली. दूसरा वह है जिसे हम वर्टिकल सिस्टम कहते हैं जहां हम ग्रोबैग को लंबवत रूप से स्टैक कर सकते हैं। और आखिरी खुला मैदान है।”

“यह एक गैर-रेखीय नियंत्रण प्रणाली है जहां इनपुट की लगातार निगरानी की जाती है, और आवश्यक मात्रा में पोषण प्रशासित किया जाता है। यह सेंसर और एआई-एमएल एल्गोरिदम के साथ साकार एक नियंत्रण प्रणाली है,” केस्टूर कहते हैं, कोई भी सेंसर मिट्टी में नहीं रखा जाता है क्योंकि इससे बैटरी जल्दी खत्म हो सकती है। इसके बजाय, तापमान और नमी सेंसर को इनपुट टैंक में रखा जाता है जहां नाइट्रोजन, फॉस्फोरस और पोटेशियम जैसे पोषण के स्तर की निगरानी की जाती है।

यह परियोजना जैव प्रौद्योगिकी विभाग, आईआईएचआर, बेंगलुरु के सहयोग से की गई है। आईआईएचआर में विकसित बाती सिंचाई तकनीक को प्रणाली में शामिल किया गया है।

ग्रीनहाउस निगरानी

एग्रीसेंस और स्मार्ट ग्रीनहाउस मॉनिटरिंग सिस्टम का नेतृत्व IIIT-B में प्रोफेसर ज्योत्सना बापट द्वारा किया जाता है। दोनों कर्नाटक सरकार द्वारा प्रायोजित हैं।

स्मार्ट ग्रीनहाउस मॉनिटरिंग सिस्टम का उद्देश्य फसल स्वास्थ्य में सुधार, पर्यावरण नियंत्रण को स्वचालित करना और दूरस्थ निगरानी की सुविधा के लिए IoT का लाभ उठाकर ग्रीनहाउस खेती को बदलना है। विचार यह है कि किसानों को तापमान, आर्द्रता, मिट्टी की नमी और पीएच जैसी पर्यावरणीय स्थितियों की दूर से निगरानी करने में सक्षम बनाया जाए, जिससे फसल की स्थिति पर सटीक नियंत्रण के लिए वास्तविक समय डेटा प्रदान किया जा सके।

सिस्टम सेंसर के नेटवर्क का उपयोग करके वास्तविक समय डेटा मॉनिटरिंग, सेंसर डेटा के आधार पर स्वचालित नियंत्रण, ऐप और डेटा विश्लेषण के माध्यम से किसानों के लिए दूरस्थ पहुंच और मशीन लर्निंग की मदद से अलर्ट जैसी सुविधाओं को देखता है।

इनपुट का अनुकूलन

कृषि में अधिकतम उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए इष्टतम जल स्तर ढूँढना हमेशा एक समस्या रही है। एक और चुनौती उर्वरकों के अत्यधिक प्रयोग के कारण मिट्टी का बिगड़ता स्वास्थ्य है। एग्रीसेंस, इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए संस्थान द्वारा विकसित एक IoT प्रणाली, एग्री-शंकु एक मशरूम के आकार की मिट्टी-निगरानी उपकरण का उपयोग करती है।

“हम शुरू में बड़े खेतों पर विचार कर रहे थे जहां हम किसानों को यह सुनिश्चित करने में मदद कर सकें कि सिंचाई सही तरीके से हो। मिट्टी की नमी की मात्रा को मापकर और पूर्वानुमानित पूर्वानुमान को देखकर, हम उन्हें सिंचाई के बारे में सलाह दे सकते हैं जो की जानी चाहिए,” बापट बताते हैं।

“दूसरा पहलू मिट्टी की सामग्री है और हम इसमें कार्बनडाइऑक्साइड और अमोनिया को मापते हैं। यदि मिट्टी अच्छी गुणवत्ता की होगी तो कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक होगी। यदि यूरिया या कोई अन्य उर्वरक बहुत अधिक है, तो जारी अमोनिया की मात्रा अधिक होगी। इसलिए, हम इनके आधार पर भी उन्हें सलाह दे सकते हैं।”

एग्री-कोन के अंदर, एक सिक्का बैटरी मिट्टी की नमी और तापमान की निगरानी के लिए विभिन्न सेंसरों को शक्ति प्रदान करती है। सेंसर CO₂ और अमोनिया जैसी गैसों का पता लगाते हैं। आर्द्रता सेंसर पौधों के चारों ओर हवा की नमी के स्तर को ट्रैक करते हैं, जिससे बीमारियों को रोकने और स्वस्थ विकास को बढ़ावा देने में मदद मिलती है।

“अभी, हमने एक छोटी बैटरी लगाई है। लेकिन लक्ष्य मशरूम के ऊपर सौर सतह लगाना है ताकि यह पूरी तरह से टिकाऊ हो जाए,” बापट कहते हैं।

“अभी, हम केवल वाई-फ़ाई का उपयोग करते हैं। लेकिन दूसरा समाधान कुछ ऐसा है जिसे LoRA कहा जाता है। यूरोप और नीदरलैंड में इसका उपयोग IoT के लिए बहुत किया जाता है, उनका पूरा IoT नेटवर्क LoRA पर है। यह अधिक ऊर्जा कुशल है और इसकी रेंज भी अधिक है, जो इसे एक विशाल क्षेत्र के लिए उपयुक्त बनाती है,” बापट कहते हैं।

खाद की निगरानी

बापट के नेतृत्व वाली टीम रिमोट कम्पोस्ट मॉनिटरिंग सिस्टम पर भी काम कर रही है। विचार एक बुद्धिमान IoT प्रणाली के लिए एक प्रोटोटाइप बनाने का था जो दूर से खाद की निगरानी और प्रबंधन करती है जिसे बाद में उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

बापट बताते हैं कि उनके द्वारा विकसित प्रणाली गंध से बचते हुए बेंगलुरु के कूड़े के ढेर को सही ढंग से खाद बनाने में मदद कर सकती है, जिसमें बहुत सारा खाद्य अपशिष्ट होता है।

टीम द्वारा विकसित समाधान प्रत्येक बिन से जुड़े एक सेंसर हब के साथ आता है जो उनके अंदर खाद के पीएच मान, तापमान, आर्द्रता और CO2 स्तर की निगरानी करता है। यह मोबाइल फोन का उपयोग करके इन मूल्यों की दूरस्थ निगरानी और अलर्ट उत्पन्न करने की भी अनुमति देता है।

बापट का कहना है कि यह समाधान शारीरिक श्रम से बचने में भी मदद करता है जिसमें एक व्यक्ति खाद की जाँच करता है और उसे हिलाता है।

बाज़ार का स्वागत

जबकि ऐसी कई पहल तैयार की जा रही हैं, कृषि-तकनीक समाधानों को बाजार में अपनाना हमेशा एक चुनौती है। बापट को लगता है कि एग्रीसेंस जैसे समाधानों के लिए पिछवाड़े में सब्जियों के बगीचे वाले शहरी लोग शुरुआती ग्राहक हो सकते हैं। “हालांकि यह मुख्य रूप से किसानों के लिए डिज़ाइन किया गया है, अगर हम कुछ शहरी लोगों को शुरुआती अपनाने वालों के रूप में देख सकते हैं, तो यह उपयोगी होगा,” वह कहती हैं।

ऑटोग्रो के संबंध में, केस्टूर ने नोट किया कि अवधारणा का प्रमाण किया जा चुका है और पेटेंट दायर किया गया है। अगला कदम समाधान को बढ़ाने के लिए संस्थान के इनोवेशन सेल के माध्यम से इसे एक स्टार्ट-अप से मिलाना होगा।

उनके अनुसार एआई में कृषि में अत्यधिक दक्षता लाने की क्षमता है और इसके साथ भारत-विशिष्ट समाधान बनाना महत्वपूर्ण है। “कृषि प्रधान अर्थव्यवस्था होने के नाते यह हमारे लिए एक अवसर है। बहुत सारी चीज़ें हमारे सामने खुल रही हैं। किसानों को अत्यधिक कुशल बनाने की दृष्टि से कृषि में बहुत कुछ किया जाना बाकी है।”

फंडिंग संबंधी मुद्दे

जबकि वह स्वीकार करते हैं कि एग्रीटेक में फंडिंग की कमी के कारण विस्तार और तैनाती में चुनौती आती है, केस्टूर का कहना है कि उनकी टीम समस्या को अलग तरीके से संबोधित करने की कोशिश कर रही है।

“किसानों तक पहुंचना कठिन होगा क्योंकि अंतिम उपयोगकर्ता बहुत विभाजित हैं। इसलिए, हम किसान उत्पादक संगठनों (एफपीओ) के साथ काम कर रहे हैं। हमने कुछ कार्यशालाएँ आयोजित की हैं जहाँ हमने किसानों से बात की है और उनसे समस्या संबंधी विवरण प्राप्त किए हैं। हम इस क्षेत्र में स्टार्ट-अप पर विचार कर रहे हैं और सुविधा प्रदान करने का काम करने का प्रयास कर रहे हैं। हम उन स्टार्ट-अप को एफपीओ द्वारा प्रस्तुत समस्याओं से जोड़ने का प्रयास कर रहे हैं,” वे कहते हैं।

केस्टूर यह भी नोट करते हैं कि कृषि-तकनीक को उपभोक्ता तकनीक या अन्य क्षेत्रों की तुलना में अलग तरीके से देखने की जरूरत है जो बड़ी फंडिंग को आकर्षित करते हैं।

सार्वजनिक डिजिटल इन्फ्रा

“कृषि एक उपयोग का मामला है जहां समाधानों को सार्वजनिक डिजिटल बुनियादी ढांचे के रूप में विकसित किया जाना चाहिए। आधार का ही मामला लीजिए. यह सफल रहा है. यदि इसे किसी बड़ी कंपनी द्वारा विकसित किया गया होता, तो वे अरबों डॉलर कमाने में सक्षम होते। लेकिन यह जनता की भलाई के लिए खुला स्रोत है। हमारे पास कृषि में भी इसके समकक्ष होना चाहिए,” वह कहते हैं।

केस्टूर अंतःविषय अनुसंधान की आवश्यकता पर भी बल देते हैं। “अब हमारे पास कृषि विश्वविद्यालय हैं। फिर हमारे जैसे प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय भी हैं। इसलिए, अंतःविषय अनुसंधान करने की आवश्यकता है। ऑटो ग्रो इस दिशा में एक छोटा कदम है। वे (आईआईएचआर) डोमेन विशेषज्ञता लाते हैं और हम प्रौद्योगिकी लाते हैं।”