ما هو 6G وإمكانياته في الزراعة

ومن المتوقع أن يبدأ الجيل السادس من التكنولوجيا اللاسلكية، التي يشار إليها عادة باسم 6 زاي، النشر التجاري حوالي 2030، استنادا إلى الأسس التي وضعها 5 زاي. وفي حين أن 5 زاي قد أدخلت تخفيضات في حالات الطوارئ ودعما لمجموعات هائلة من الأيوتات، فإن 6 زاي تهدف إلى زيادة هذه الحدود إلى حد أبعد بكثير، وتشمل المواصفات المستهدفة معدلات الذروة في البيانات تتجاوز 1 تضاريسا في الثانية، ودرجة الطول دون الثانية (ب منخفضا يصل إلى 0.1 مليون ثانية) والقدرة على ربط الأجهزة الجديدة بعشرة.

وبالنسبة للزراعة، فإن الآثار المترتبة على ذلك عميقة، إذ تعتمد النظم الزراعية الذكية الحالية على جمع البيانات المتقطعة عن طريق السواتل، أو أجهزة الاستشعار الثابتة لليوت، أو الطائرات بدون طيار التي يجب نشرها يدويا.

6G also promises to merge terrestrial and non-terrestrial networks (NTN), integrating satellites, high-altitude platform stations (HAPS), and ground infrastructure into a seamless fabric. this means a farmer in a remote region will have the same connectivity quality as an urban operator — a critical step for precision agriculture in areas where wired or even 5G coverage is impracticalelecommunication.[1]

تعزيز الزراعة الدقيقة مع 6G

فزراعة دقيقة أو زراعة دقيقة هي استراتيجية إدارية تستخدم أدوات رقمية لرصد إنتاج المحاصيل على المستوى دون الميداني وتحقيق ذلك الأمثل. ويمكن أن تعزز الشركة بشكل كبير بتوفير العمود الفقري لثلاث تكنولوجيات تآزرية: شبكات الاستشعار في الوقت الحقيقي، والآلات المستقلة ذاتيا، والمحللات المتقدمة ذات الحواف، وسيشهد كل من هذه المجالات قفزة إلى الأمام عندما تصبح النطاقات العالية ومتوسطة الحجم.

Real-Time Soil and Crop Monitoring

وعادة ما تجمع أجهزة استشعار التربة اليوم بيانات على فترات ثابتة وتنقلها على شبكات لو راوا وانغ أو نيو بي إيوت ذات ناتج محدود.

وسيصبح التوأم الرقمي - أي نماذج افتراضية للنظم المادية - أدوات تشغيلية تحت البند 6 زاي. ويمكن للمزارع أن يُجري محاكاة " ما إذا " على جداول الري، أو معدلات تطبيق الأسمدة، أو سيناريوهات تفشي الآفات، وأن يتلقى توصيات مستكملة في غضون ثوان.

وعلاوة على ذلك، فإن قدرة الاستشعار المتكامل لدى ٦ زاي تعني الشبكة نفسها يمكن أن تكشف عن وجود شذوذ، فعلى سبيل المثال، فإن إشعاع تيراهرتز يستجيب بقوة لمحتوى المياه، بحيث يمكن لمحطة قاعدية من نوع ٦ جي أن تمسح ميدانا أن ترسم خرائط لمستويات الرطوبة دون أجهزة استشعار مخصصة، مما يقلل من تكاليف المعدات ويبسط الانتشار - يمكن أن يخدم برج واحد أغراض الاتصالات والاستشعار على السواء.

أجهزة آلية مستقلة وروبوتية من طراز Swarm

فالجرارات والطائرات بدون طيار ذاتية تستخدم بالفعل في بعض المحاصيل ذات القيمة العالية، ولكنها تعتمد عادة على طرق مبرمجة سلفا أو نقاط طرق نظام تحديد المواقع ذات القدرة المحدودة على التكيف. وسيمكن الارتداد في التربة )التصل إلى ١,١ متر( من التحكم والتنسيق في الوقت الحقيقي عن بعد في حزام الروبوتات الصغيرة، بدلا من " جرار وزن كبير " ، يمكن للمزارع أن ينشر عشرات.

وتحتاج هذه التحذيرات إلى تواصل مستمر لتجنب الاصطدام، وتخصيص المهام، ودمج البيانات، ويمكن لشبكة من طراز 6G أن تعالج إشارة المراقبة الكثيفة (بملايين الرسائل في الثانية) التي لا يمكن استخدامها حالياً، وقد أثبت الباحثون في مركز GEN للتصوير المتقدم أن أجهزة التصوير ذات الأشعة المتحركة التي تستهدف أجهزة التصوير المجانية - 100 غيغافورية

فجمع المحاصيل هو مجال آخر سيفيده. ويمكن للآليات التي تجمعها 6G أن تحدد مدى الانتحال من الصور المتعددة الأطياف وأن تعدل آليات الانتقاء الخاصة بها على الذبابة، ولأن رقعة الشبكة منخفضة جدا، يمكن للآليات أن تفرغ تجهيز الصور إلى خادم حافة مجاورة وتتلقى أوامر في نفس الألف الثانية - مما يجعل كل جهاز آلي أكثر خفافة ورخصة عن طريق نقل حمولة كهربائية من السفينة.

AI-Driven Decision Support Systems

وتولد الزراعة الدقيقة كميات هائلة من البيانات - تاريخ الطقس، والصور الساتلية، وخرائط الغلة، واختبارات التربة، وحسابات الآفات، والمقاييس عن بعد للمعدات - وكثيرا ما تقدم النظم الحالية هذه البيانات في الصباح التالي، وتقدم توصيات، حيث يمكن لنماذج " آي " أن تستمر في نشر البيانات، وتستكمل التوصيات في الوقت الحقيقي، وهذا أمر له قيمة خاصة بالنسبة لإدارة الأمراض والآفات، حيث يمكن أن يعني الكشف المبكر الفرق بين المحاصيل.

ويمكن للوقود الحاسوبية التي تقع على مستوى المزرعة أو المستوى الإقليمي أن تستضيف نماذج للتعلم الآلي تحلل أجهزة التصوير الفائقة الأطياف لعلامات الإصابة بالفطرة أو نقص المغذيات، وعندما يكشف نموذج عن نمط مشبوه، يمكن أن يؤدي إلى رش موجّه مباشرة بواسطة طائرة بدون طيار مستقلة - في غضون ثوانٍ، صحيفة [FLT:]

وعلاوة على ذلك، فإن القدرات المتكاملة لقطع أجهزة المخابرات والشبكات التي توفرها شركة ستي جي تتيح تطبيقات مختلفة للتعايش مع نفس البنية التحتية ذات النوعية المضمونة للخدمة، ويمكن للمزرعة أن تدير نظاما عالي الأولوية لسلامة المركبات المستقلة على شريحة واحدة، في حين أن تطبيق رصد الطفرة في التربة الأقل أولوية يستخدم شريحة أخرى ذات درجة أكبر من التسامح، مما يضمن أن الوظائف الحاسمة لا تتنافس قط على نطاق الترددات.

استحقاقات الزراعة الدقيقة

ويحقق تقارب 6G مع تقنيات الزراعة الدقيقة مجموعة من الفوائد القابلة للقياس تتجاوز المكاسب البسيطة في الكفاءة، ويمكن تجميع هذه الفوائد في الإنتاجية وحفظ الموارد والاستدامة البيئية والقدرة على التكيف الاقتصادي.

زيادة عدد المحاصيل ونوعيتها

وبالإضافة إلى ذلك، فإن عمليات الرصد والتدخلات الموجهة حديثاً تمكن المزارعين من تطبيق ما يحتاجه المصنع بالضبط، عندما يحتاجه، وقد أظهرت التجارب الميدانية التي تنطوي على نظم ختان مدعمة بخمسة آلاف جنية زيادات في المحاصيل ذات الصبغة الدنيوية بنسبة 15 إلى 25 في المائة، مثل الذرة والفول الصويا، وفقاً لتقرير من Ericsson 5G Smart Agriculture program[FLT: pressure].

وبالنسبة للمحاصيل ذات القيمة العالية مثل العنب المستخدم في صنع النبيذ، يمكن لإدارة الدقة أن تؤثر مباشرة على ملامح النكهة. ويمكن للمستشعرات التي يمكن أن تستخدمها الغازات العنيفة رصد مستويات السكر، والهكتار، ومحتويات الأنثويين في الوقت الحقيقي، وتوجيه توقيت الحصاد إلى اليوم المحدد، وهذا المستوى من المراقبة مستحيل مع القيود التي تفرضها شبكة اليوم.

الكفاءة في استخدام الموارد وخفض التكاليف

وتهدف الزراعة الدقيقة إلى خفض المدخلات مع الحفاظ على الناتج، إذ يمكن للمزرعة ذات الصلة بـ 6G أن تخفض استخدام المياه بنسبة 30 إلى 50 في المائة من خلال نظم الري ذات أسعار متغيرة التي تستجيب لبيانات رطب التربة من كل مبعثرة، ويمكن تحقيق وفورات في الأسمدة تتراوح بين 20 و40 في المائة من خلال مطابقة تطبيق النيتروجين للاحتياجات الدقيقة للمناطق الصغيرة في الميدان، ويمكن أن يتجاوز الحد من مبيدات الآفات 80 في المائة عندما يؤدي الرش إلى تحسين التطبيقات الزراعية الشاملة.

كما أن آلية الحكم الذاتي تقلل من تكاليف العمل، التي تشكل حصة متزايدة من النفقات الزراعية، حيث يمكن 6G الإشراف عن بعد على أزمنة الروبوتات، يمكن لمشغل واحد أن يدير عشرات الأجهزة من مركز المراقبة، مما يقلل من الحاجة إلى العمال الموسميين، ويقدر McKinsey Global Institute أن الزراعة الرقمية يمكن أن تضيف 500 بليون دولار من حيث القيمة إلى الاقتصاد العالمي بحلول عام 2030.

الاستدامة البيئية ورسم الخرائط

ويحقق خفض استهلاك المواد الكيميائية والمياه فوائد بيئية مباشرة، إذ أن مضخة الأسمدة في نتروجين هي أحد المساهمين الرئيسيين في البليومات الطحالب والمناطق الميتة في المجاري المائية؛ ويمكن أن يحد تطبيق الدقة من ذلك، كما أن انخفاض استهلاك الوقود من طرق الجرارات المثلى والآليات المستقلة ذاتيا للكهرباء يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة، وعلاوة على ذلك، فإن قدرة ستة آلاف على الاندماج مع مصادر الطاقة المتناهية الصغر تتيح للمزارعين أن تخفض من حساسات.

كما أن صحة التربة تتحسن بسبب أن تقنيات الدقة تقلل من الارتداد (الآليات الخفيفة، وقلة المرور) وتحافظ على مستويات المواد العضوية، ويمكن للتوأم الرقمي أن يساعد على تخطيط تناوب المحاصيل التي تُزيل الكربون، وهذه الممارسات تتواءم مع أسواق ائتمانات الكربون الناشئة، مما يتيح للمزارع توليد تدفقات إضافية من الإيرادات.() ويُعتبر IPCC السادس () الزراعة مُعَدَّة محتملة.

تحديات البنية التحتية وخرائط نشرها

وعلى الرغم من الرؤية المقنعة، يجب التغلب على عدة عقبات قبل أن يصبح 6G حقيقة واقعة في الزراعة، الأولى هي البنية التحتية المادية: يتوقع أن تعمل 6G محطات قاعدية في ترددات عالية (100 GHz to 1 THz)، التي لها نطاق محدود جداً وتُحجب بسهولة عن طريق النبات أو المباني أو حتى الأمطار الغزيرة، وأن نشر شبكة كثيفة من الأبراج أو الخلايا الصغيرة في المناطق الزراعية يتطلب بالفعل استكشاف جيل كبير من الاستثمارات الرأسمالية.

ثانيا، يمكن أن يكون استهلاك الطاقة من الشبكات ذات الـ 6 زاي - وخاصة مع هوائيات ضخمة من طراز MIMO وعوامل حواف - عشرة أضعاف استهلاك 5G ما لم تظهر معدات جديدة فعالة من حيث الطاقة، ويجري البحث في محطات قاعدية ذات قدرة كبيرة وجمع الطاقة من إشارات الترددات المتوسطة الأجل، ولكن الحلول الفعالة من حيث التكلفة لم تنضج بعد، وبالنسبة للمزارع في البلدان النامية، حيث تكون شبكات الطاقة غير موثوقة، فإن هذا حاجز حاسم.

ثالثا، سيكون أمن البيانات وخصوصيتها من الأمور الرئيسية، إذ أن مزرعة ذات صلة بـ 6G تولد ترابيا من البيانات يوميا، بما في ذلك المعلومات التشغيلية الخاصة بالملكية، والسجلات المالية، وحتى المواد المصورة بالفيديو، ويمكن أن تؤدي الوجبات الخفيفة على النظم الزراعية - كما يتبين من الهجوم على منتج الحبوب الأسترالي الذي وقع في عام 2021 - إلى تعطيل سلاسل الإمداد بالغذاء.

رابعا، هناك فجوة في المهارات، إذ يفتقر كثير من المزارعين إلى التدريب التقني لتشغيل النظم الرقمية المتقدمة، ويجب أن تضع خدمات الإرشاد الزراعي والجامعات ومصنعي المعدات برامج تدريبية تتيح الوصول إلى 6 أدوات من نوع جي، وسيلزم أن تكون وصلات المستعملين غير ملائمة، ربما باستخدام زيادة في نفقات الواقع (تطبيقات أخرى من نوع 6 جي) لتوجيه عملية اتخاذ القرارات في هذا الصدد.

ورغم هذه التحديات، يجري بالفعل رسم خريطة طريق النشر، وقد بدأت الهيئة المعنية بالمعايير المسؤولة عن التكنولوجيات الخلوية دراسة الاحتياجات من 6 زاي في الإصدار 19، وتعتزم الانتهاء من أول مواصفات الـ 6 زاي في الإصدار 21 حوالي 2028، ويتوقع أن تجري تجارب على المعدات التجارية من عام 2026 في بعض البلدان (مثل كوريا الجنوبية والصين)، مع نشرات أوسع نطاقا ابتداء من عام 2030، وقد استثمرت شركات التكنولوجيا الزراعية مثل شركة جون ديري ومختبرات إنتاج المواد الصناعية في أوائل عام 2004.

مستقبل المزارع الذكية مع 6G

وفي المستقبل، لن تقتصر مجموعة الـ 6 زاي على زيادة الممارسات الزراعية الدقيقة القائمة - بل ستمكن من وضع نماذج جديدة تماما، ومن هذه المفاهيم نموذج " الزراعة في الخدمة " ، حيث لا يملك المزارعون آلية باهظة الثمن، بل سيشتركون بدلا من ذلك في شبكة من الروبوتات المستقلة ذاتيا، والطائرات الآلية، والمجسات التي تدار من خلال منصة مركزية قائمة على 6G.

وثمة اتجاه واعد آخر يتمثل في إدماج 6G في تدفقات الطاقة والبيانات ذات الاتجاهين، ويمكن أن ترصد القابلات للزراعة الصحة والتنبؤ بتفشي الأمراض؛ وستتواصل هذه الأجهزة مع نظم الإي آي إيه البيطرية بل وتأمر بلقاحات بصورة مستقلة، ويمكن أن تكون المزارع الخام في المراكز الحضرية آلية تماما، حيث يمكن أن تتحكم 6G في الإضاءة، وتغذية الولادة، وتخفض الرطوبة إلى كل صف من الصفوف.

وسيتيح الدعم المقدم من ٦ زاي للاتصال الحلقي والتوأم الرقمي إجراء مشاورات للخبراء عن بعد، ويمكن لأخصائي المحاصيل الذي يجلس في قارة مختلفة أن " ينتقل " من خلال حقل مزارع عن طريق فطار هولندي، ويفتش فرادى النباتات وينفذ تشخيصات آنية، مما يمكن أن يضفي الطابع الديمقراطي على إمكانية الحصول على الخبرة الزراعية، لا سيما في المناطق التي تنقص فيها خدمات الإرشاد.

وأخيرا، ستتم عملية الاستدامة في المعدات نفسها. ويجري تصميم 6 نظم غذائية بمكونات شبكة التسخين الحيوي وأجهزة التلقيح الذاتي، مما يقلل من النفايات الإلكترونية، كما ستؤدي استخبارات الشبكة إلى الاستخدام الأمثل للطاقة الخاصة بها، ويطفئ أجهزة اللاسلكي غير المستخدمة، ويدير حركة المرور عبر مسارات تتسم بالكفاءة في استخدام الطاقة، وبالنسبة للزراعة، فإن التكلفة البيئية للوصلات ستتقلص بمرور الوقت.

ومع نضج التكنولوجيا من خلال الثلاثينات، فإن دورها في تحويل الزراعة إلى صناعة ذات كفاءة عالية ومستدامة ومحركة للبيانات سيتحول إلى صناعة لا يمكن إنكارها، فالمعتمدين المبكرين الذين يستثمرون في بنية أساسية متوافقة للمستشعرين وشريك مع مقدمي خدمات الاتصالات اليوم سيكونون في أفضل وضع لجني المكافآت عندما تصل موجة الـ 6 زاي، والطريق من 5G إلى 6G ليس مجرد تحديث جيلي - بل هو قفزة ممكنة على المزرعة.