نهایت علم elmend

نقش فناوری و ربات ها در باغبانی علمی

نقش فناوری و ربات ها در باغبانی علمی

یکی از نمایشگاه هایی که در زمینه کشاورزی رباتیک برگزار می گردد ˮRoboCropsˮ است که در آن افراد می توانند شاهد فناوری های رباتیک بسیار کاربردی و مفیدی در زمینه باغبانی علمی باشند.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از آی او، بشر روز به روز درحال نزدیک تر شدن به عملیات برداشت خودکار محصولات است. روزانه شاهد ارتقا عملکرد تکنیک های بینایی کامپیوتری، حسگرها و هوش مصنوعی در نظارت و پیش بینی بهتر رشد محصولات هستیم و ربات ها نیز بطور فزاینده ای قادر به برداشت دقیق تر محصولاتی مانند توت فرنگی یا گوجه فرنگی هستند. در رویداد سالانه بین المللی رباتیک RoboCrops که بتازگی در مرکز جهانی هورتی(World Horti Center) هلند برگزار شد، برخی از شرکتها راهکار هایی را در حوزه تشخیص بیماری، پیش بینی برداشت و برداشت خودکار ارائه کردند.
هدف از برگزاری نمایشگاه RoboCrops سرعت بخشیدن به پروسه توسعه رباتیک در زمینه باغبانی علمی گلخانه ای(greenhouse horticulture) است. باغبانی علمی(Horticulture) شاخه ای از کشاورزی است که با هنر، علم، فناوری و تجارت پرورش گیاه در باغ سروکار دارد و شامل کاشت گیاهان دارویی، میوه، سبزیجات، مغزدانه ها، دانه ها، علف ها، جوانه ها، قارچ ها، جلبک، گل های زینتی، جلبک های دریایی و محصولات غیرغذایی مانند علف و درختان و گیاهان معطر است.
باغبانان علمی دانش و مهارت های خود و فناوری ها را مورد استفاده قرار می دهند تا گیاهانی را برای غذای انسان و استفاده های غیرغذایی و کاربردهای شخصی و نیازهای اجتماعی تولید کنند. بدین سبب RoboCrops بر روی توسعه سخت افزار، حسگرها، بازوهای ربات و وسایل نقلیه خودکار و نرم افزار تصمیم گیری مورد نیاز برای کنترل ربات ها متمرکز است.
در نمایشگاهی که بتازگی برگزار شد نیز چندین شرکت راهکارهای علمی بسیاری برای ارتقا این روش ارائه کردند. مزایای این راهکارهای جدید واضح است. آنها موجب می شوند که تولیدکنندگان کمتر به دردسرسازترین جنبه های شرکتهای باغبانی علمی یعنی زمان و تخصص افراد ماهر در این حوزه وابسته باشند.
به عنوان مثال، "دیرک آلون"(Dirk Aleven) مدیر عامل شرکت "Foodventures" در این نمایشگاه اظهار داشت که پرورش دهندگان بخش زیادی از زمان خودرا صرف بازرسی محصولات می کنند. آنها بدون شک پرورش دهندگان خوبی هستند. اما آیا نمی توانستیم آن زمان را کارآمدتر صرف کنیم؟ ربات ها می توانند این کار را در شب به خوبی انجام دهند که زمان کمتری می گیرد و نتایج بهتری می دهد و در نتیجه اندازه گیری ها بصورت عینی صورت می گیرد نه بصورت ذهنی.
RoboCrops همین طور نشان داد که وقتی صحبت از ربات سازی و دیجیتالی سازی می شود، فقط انتخاب فناوری مناسب کافی نیست برای اینکه حتی در آینده و پیشرفت فناوری نیز، باغبانی علمی همچنان به افراد آموزش دیده نیاز خواهد داشت. به هر حال، بهتر است همه کارها به هوش مصنوعی و ربات ها واگذار نشود.
نمایشگاه "RoboCrops" توسط تعدادی از سازمان ها همانندFME، World Horti (WHC) و چند سازمان دیگر برگزار می گردد و هدف آن گردآوری اکوسیستمی است که حول محور ربات ها فعالیت می کند.
در طول برگزاری نمایشگاه "فرانس-پیتر دچرینگ"(Frans-Peter Dechering) از شرکت "Corvus Drones" نشان داد که هواپیماهای بدون سرنشین نارنجی رنگ او می توانند عملیات بازرسی محصول را انجام دهند برای اینکه آنها از محصول عکس می گیرند و سپس عکس ها برای تحلیل و بررسی استفاده می شوند. این نوع راهکار داده های دقیق، به پرورش دهنده و کامپیوتر او داده های بهتری ارائه می دهد.
"رونالد هوک"(Ronald Hoek) از شرکت Blue Radix نیز توضیح داد که چگونه یک الگوریتم به دریافت اطلاعات صحیح از آن داده ها کمک می نماید و "ادوین ون لاهاون"(Edwin van Laerhoven) از شرکت Certhon-Denso نیز توضیح داد که چگونه ربات ها می توانند از داده ها برای برداشت محصولات استفاده کنند.
در آینده، تکنیک های نوظهور فعلی بیشتر توسعه خواهند یافت. تولیدکنندگان می توانند انواع مناسبی از تکنولوژی های جدید راهکار ها را از بازار بخرند و آن طور که می دانند از آن استفاده کنند.
"دنی هتاریا"(Danny Hetharia) از شرکت Sobolt در طول معرفی فناوری خود در مورد هوش مصنوعی اظهار داشت: اما همه چیز به این سادگی نیست. کارآفرینان باید با افرادی کار کنند که واقعا کار و چالش های آنها را درک می کنند و خودشان نیز مایل به ریسک هستند. کاربرد هوش مصنوعی اغلب پیچیده تر از آنچه خیلی از ارائه دهندگان وعده می دهند است.
"گربن اسپلینتر"(Gerben Splinter) محقق دانشگاه و پژوهشگاه واخِنینگِن(WUR) در مورد تحقیقات خود در مورد رابطه بین افراد و ماشین ها در یک شرکت باغبانی علمی اظهار داشت: کارمندان باید یاد بگیرند که چگونه با ربات ها کار کنند. به عنوان مثال، آنها باید مهارت های جدیدی را بیاموزند یا حتی به آنها شغل جدیدی داده شود تا انجام دهند. بگفته اسپلینتر، بخش باغبانی علمی باید حالا به این مورد توجه بسیاری کند.
اما یکی از افرادی که نتیجه گیری جالبی از این رویداد داشت، "جیم استولز"(Jim Stolze) یکی از کارآفرینان این نمایشگاه بود. وی در اینباره اظهار داشت: ربات سازی(robotization) در بیشتر موارد کار انسان است و باغبانی علمی به افراد باهوش برای انجام برخی کارها نیاز دارد. چیزی که من بر آن تاکید دارم این است که هدف RoboCrops گردهم آوردن این افراد است. به علت شیوع ویروس کرونا، دو سال طول کشید تا این رویداد در نهایت برگزار گردد. اما در این میان، ما باز هم بیکار نبودیم و جلسات دیجیتالی زیادی برگزار کردیم. با این وجود، متوجه می شوید که این نوع گردهمایی ها برای یک اکوسیستم واقعا مهم هستند.

نگاهی به برخی فناوری ها در زمینه کشاورزی رباتیک
کشاورزان در آینده امکان دارد از پشت صحنه همه چیز را کنترل کنند و دیگر شاهد هیچ انسانی در سطح مزارع نباشیم. کشاورزان امکان دارد به زودی مجبور شوند بجای کار در مزارع، به زندگی و نظارت در پشت صحنه عادت کنند، برای اینکه ربات ها و هوش مصنوعی بطور فزاینده ای درحال پیشرفت هستند و در خیلی از موارد، خیلی بیشتر از توانایی های کارگران انسانی توانایی دارند.
تازه ترین نمونه از این پیشرفت در قالب نخستین مزرعه کاملا خودکار و تحت هدایت کامل ربات ها در استرالیا است که با هزینه ۲۰ میلیون دلار به راه افتاده است.
این پروژه معروف به "مزرعه بدون دخالت دست" توسط پژوهشگران دانشگاه "چارلز استورت" در جزیره واگا واگای استرالیا و با همکاری مرکز تحقیقات "Food Agility" در دست توسعه است.
این مزرعه ۱۹۰۰ هکتاری بعد از تکمیل و راه اندازی، به عنوان نمایشی از توانایی رباتیک و هوش مصنوعی در کشاورزی عمل خواهد نمود.
همچون فناوری های به نمایش درآمده در این مزرعه رباتیک، استفاده از پهپادها، تراکتورهای رباتیک، ربات های برداشت کننده محصولات و سنسورهای اندازه گیری میزان انتشار کربن و سایر معیارهای لازم برای پرورش محصولات خواهد بود.
ضمن این که از هوش مصنوعی برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی خودکار استفاده خواهد شد.
"ریچارد نورتون" مدیرعامل "Food Agility" در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح داد که تحقق کشاورزی بدون دخالت دست، بسیار نزدیک تر از آنست که خیلی از مردم تصور می کنند.
وی توضیح داد: اتوماسیون(خودکارسازی) کامل، یک مفهوم دور نیست و الان نیز معادنی وجود دارند که کاملاً بصورت خودکار و توسط ربات ها اداره می گردند. سالهای زیادی نخواهد گذشت که فناوری، کشاورزان را از مزارع بیرون بکشد و آنها را در دنیای رباتیک، اتوماسیون و هوش مصنوعی غرق کند.
قابل ذکر است که مزرعه مذکور در استرالیا هم اکنون مشغول به فعالیت است و آزمایشات اولیه نشان داده است که این مزرعه در شب و هنگامی که کشاورزان انسانی در خواب هستند نیز فعالیت می کند.

رباتی که آبیاری محصولات را گوشزد می کند
آگاهی از زمان دقیق آبیاری گیاهان برای یک باغبان یا کشاورز معمولی به اندازه کافی چالش برانگیز است. اما این مورد برای صنعت کشاورزی یک وظیفه بزرگ است که طی سالهای گذشته نیاز به نوآوری و فناوری در آن احساس شده است تا به کشورها کمک نماید منابع آب خودرا هوشمندانه مدیریت کنند.
تعدادی از پژوهشگران دانشگاه "یو سی ریورساید" و "یو سی مرسد" رباتی ساخته اند که به کشاورزان یادآوری می کند که چه زمانی محصولات خودرا آبیاری کنند.
حالا تعدادی از پژوهشگران دانشگاه کمک هزینه بیش از یک میلیون دلاری را بوسیله برنامه "ابتکار ملی رباتیک بنیاد ملی علوم" از وزارت کشاورزی ایالات متحده برای مقابله با این چالش دریافت کرده اند و نتیجه آن به یک محفظه فشار رباتیک ختم شده است که از برگ ها بطور خودکار نمونه برداری می کند و بلافاصله آنها را آزمایش می کند تا داده های مورد نیاز برای تعیین زمان دقیق نیاز به آبیاری محصول را فراهم آورد.

رباتی که تک تک گیاهان مزارع را رصد می کند
ربات "مینرال" ساخته پژوهشگران شرکت "الفبت" با شناسایی حشرات و آفات محصولات، به کشاورزان کمک می نماید به شیوه های کشاورزی پایدارتر برسند و ضمن کاهش هزینه های خود به محصولات پربارتری دست یابند.
در سال ۲۰۱۸، لابراتوار X در شرکت مادر گوگل یعنی "الفبت"(Alphabet) اعلام نمود که درحال بررسی چگونگی استفاده از هوش مصنوعی برای بهبود کشاورزی است. حالا این لابراتوار از پروژه "کشاورزی محاسباتی" خود که "مینرال"(Mineral) نام دارد، رونمایی کرده است.
تیم سازنده "مینرال" طی چند سال قبل درحال توسعه و آزمایش طیف وسیعی از نمونه های نرم افزاری و سخت افزاری مبتنی بر هوش مصنوعی، شبیه سازی، حسگرها، رباتیک و سایر موارد بوده است.
یکی از ابزارهایی که از این پروژه بیرون آمده است، آفت کش گیاه رباتیک است. این ماشین که با استفاده از پنل های خورشیدی کار می کند، وارد مزرعه کشاورز می شود و هر گیاه و بوته ای را که در طول مسیر از آن عبور می کند با مجموعه ای از دوربین ها و حسگرها بررسی می کند.
مینرال" با استفاده از داده های ماهواره، هواشناسی و خاک به کشاورزان بینش بیشتری درباره محصولات خود می دهد.
یکی از وعده های اصلی این فناوری این است که می تواند به کشاورزان در عیب یابی تک تک گیاهان کمک نماید. به این ترتیب، اگر فقط تعداد اندکی از محصولات به سموم دفع آفات یا نوعی دیگر از مراقبت احتیاج داشته باشند، کشاورزان می توانند تنها به آنها برسند و در هزینه های خود صرفه جویی کرده و تأثیرات منفی سموم و آفت کش ها و مواد شیمیایی را بر محیط زیست کاهش دهند.

نابودی آفت های کشاورزی با ربات خودران خورشیدی
شرکت "اکوروبوتیکس"(Ecorobotix) سوئیس بتازگی ربات کشاورزی چهار چرخ خودرانی به نام آوو(Avo) توسعه داده است که بر روی قسمت صاف این ربات صفحات خورشیدی تعبیه شده اند.
این ربات کاملا اتوماتیک است و می تواند بطور خودکار به داخل مزرعه برود و علف های هرز محصولات کشاورزی را از بین ببرد. این ربات با دقت بالایی که دارد می تواند علف های هرز را با استفاده از مقادیر دقیقی از آفت کش در محل دقیق آن علف های هرز ریشه کن کند.
عملکرد ربات مذکور اینطور است که ابتدا علف های هرز را تشخیص داده و بطور انتخابی مقدار کمی از آفت کش را روی آنها اسپری می کند. بگفته شرکت سازنده با این ربات می توان حدود ۹۵ درصد در مصرف آفت کش ها صرفه جویی کرد. آفت کش ها موادی بصورت مایع، جامد یا گاز هستند که بمنظور نابودی آفت ها به کار می روند.
ربات آوو کاملا مستقل عمل می کند و انرژی آن از انرژی خورشیدی و باتری های قابل شارژ تامین می شود. پیش از استفاده از آن کشاورز باید تمام اطلاعات مربوطه شامل این که مزرعه چگونه به نظر می آید و دقیقا محل کاشت محصولات کجا است را مشخص نماید. سپس سیستم کامپیوتری ربات با در نظر گرفتن محدودیت های زمین و سایر موارد یک مسیر ناوبری بوجود می آورد. با استفاده از جی پی اس و ناوبری بصری، آوو می تواند با دقت بالایی حرکت نماید.
این ربات دارای چهار چرخ است و هر چرخ می تواند بطور مستقل ۳۶۰ درجه بچرخد. از آنجائیکه می توان هر چهار چرخ را بطور مستقل کنترل کرد قدرت مانور و چرخش آوو بالا است. این بدان مدلول است که تعداد کمی از قسمت ها وجود دارد که نمی تواند از آنجا عبور و آنها را سمپاشی کند. در حالت عادی و بطور سنتی کشاورزان با استفاده از تراکتوری که دستگاه اسپری در پشت آن قرار دارد این کار را انجام می دهند.
آوو از سرعت مطلوبی برخوردار می باشد و گردش استاندارد آن ۰.۶ هکتار در ساعت است. این ربات همین طور می تواند در شب کار کند. بسته به روشنایی خورشید، ظرفیت شارژ باتری و شرایط زمین، این ربات قادر به انجام کار در زمینی با مساحت ۱۰ هکتار در روز( و کار در شب) است.



1401/04/22
22:17:22
5.0 از 5
271
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۳
نهایت علم