پنج نقش ربات ها در آینده کشاورزی

ربات‏ها از چیدن میوه گرفته تا برچیدن علف‏های هرز، شیوه‏ی کشاورزی صحیح را برای زندگی ارائه می دهند. در این تحول حوزه ی کشاورزی، دستگاه های شگفت انگیز زیادی وجود داشته که موجب حیرت ما شده اند.

شاید امروزه کشاورزان نسبت به بازده محصول خود در یک جریب(0.4 هکتار) و یا میزان شیردهی گاو اطلاعاتی داشته باشند اما ما اطلاعات پیچیده ی کشاورزی را به صورت کامل در اختیار نداریم، به همین منظور با همه پیشرفت تکنولوژی، بخصوص در زمینه کشاورزی صحیح در میانه راه هستیم.

کشاورزان می توانند از همان ابزارهای “داده های بزرگ” که در صنایع دیگر نیز وجود دارند استفاده کنند. ابزارهایی مانند هواپیماهای بدون سرنشین(پهباد) که در زمان پرواز بر روی یک مزرعه می‌توانند با ماهواره‌ها ارتباط برقرار کرده و اطلاعات لازم را جمع‌آوری کنند.

امروزه تقریباً هر چیزی در زندگی ما می‌تواند به یک وای فای متصل باشد، عصر اینترنت اشیاء(IOT)  هم در مورد کشاورزی صدق می‌کند. به عنوان مثال، سنسورهای رطوبت با قابلیت وای فای می توانند تنها با آبیاری بخش هایی از مزارع که به آن نیاز بیشتری دارند، به کشاورزان در صرفه جویی مصرف آب کمک کنند. مشخصات و علایم دام می توانند به جی پی اس یا حتی دستگاه های مشابه “فیت-بیت” مرتبط شوند تا از راه دور علایم حیاتی و سلامت آنها را بسنجند.

ماشین فراگیر به ماشین هایی گفته می شود که قابلیت برنامه ریزی و دریافت اطلاعات را دارند و می توان از این ماشین ها در کشاورزی نیز بهره برد. به عنوان مثال، تجهیزات کوددهی و سم پاشی را می توان آموزش داد تا با ارزیابی یک مزرعه، فقط گیاهانی را که نیاز به تقویت دارند سم پاشی کنند، که نهایتا موجب حفظ مرغوبیت محصول و صرفه جویی مالی کشاورزان خواهد شد.

پیتر لیبولد ، سرپرست بخش کار و صنعت در موزه ملی اسمیتسونیان در مورد آینده آمریکا می گوید: تصور کشاورزی با  لباس جین و نی در دهانشان دیگر مرده است. آینده کشاورزی پیچیده تر خواهد شد.

جردن برگ، مدیر برنامه بنیاد ملی علوم که خود پشتیبان تحقیق درباره‏ی کار، فناوری و کارگران در آینده است، در خصوص نوآوری شغلی کشاورزان می گوید: کشاورزان امروز با چالش های زیادی همچون: نیروی کار مسن، کمبود نیروی کار کم هزینه، خطرات محیطی و تغییرات آب و هوایی که فقط پاره ای از این مشکلات هستند، روبرو هستند و به نظر می رسد برای حل هر مشکلی یک ربات و یا دستگاه روباتیک در کارها وجود خواهند داشت.

وی افزود: ربات ها این امکان را به کشاورزان می دهند که خود خالق یک فناوری نوین باشند.

در این تحول حوزه­ی کشاورزی، دستگاه های شگفت انگیز زیادی وجود داشته که موجب حیرت ما شده اند اما در اینجا فقط به پنج نوع ربات  مشغول به کار و در حال توسعه در این زمینه، اشاره شده است.

جمع کننده های میوه

ربات اکتینیون روبین

ربات فوق از فناوری فوتونیک هوشمند و یک مکانیزم ابتکاری برای برداشت 360 کیلوگرم توت فرنگی طی یک روز در امتداد ردیف هایی از گیاهان توت فرنگی در داخل گلخانه استفاده می کند.

دیدگاه مرسوم درمورد ربات ها این است که آنها دست و پاگیر و حجیم هستند، مطمئناً نمیتوانند به سادگی یک توت فرنگی را به آرامی از ساقه آن بچینند، با این حال، این دقیقاً همان کاری است که شرکت بلژیکی ربات اکتینیون روبین می تواند انجام دهد.

در فصل برداشت توت فرنگی، تعداد کارگرانی که توت می چینند، کافی نیست. همانطوری که نل لوئیس برای سی ان ان گزارش می دهد، هر کشاورز به طور معمول می تواند تنها یک بار کارگران را برای برداشت محصول به خدمت بگیرد در نتیجه میوه هایی که بعد از موعد مقرر برسد پوسیده خواهند شد.

بنابراین، مطمئناً رباتی که توت ها را به طور مداوم در زمان های مناسب بچیند، جذابیت خاص خود را دارد. ربات روبین از یک سیستم بینایی ویژه برای تشخیص زمان چیدن یک توت استفاده می کند و آن را با یک دست طراحی شده با فناوری چاپ سه بعدی می چیند. اکتینیون (متخصص رباتیک) قبلاً رباتی را که در انگلستان و هلند مورد استفاده قرار گرفته، تجاری کرده است. در حالت ایده آل، ربات در امتداد ردیف هایی از گیاهان توت فرنگی در داخل گلخانه حرکت می‏کند. یکی از بزرگترین چالش هایی که چنین ربات هایی با آن مواجه هستند، پایداری در برابر موانعی است که در مزارع سنتی وجود دارند.

علف هرز چین ها

در دنیای ایده آل یک کشاورز، علفهای هرز وجود نخواهند داشت. لیبهولد توضیح می دهد: پیش از سده 19 میلادی علفهای هرز با شخم زدن یا خاک ورزی مورد مقابله قرار می گرفتند. اما شخم زدن باعث آزاد کردن دی اکسید کربن در هوا و افزایش فرسایش خاک می شود و در نتیجه به کود بیشتری نیاز خواهیم داشت. با اینکه در حال حاضر روش بی‌خاک‌ورزی و یا عدم مزاحمت خاک، رواج پیدا کرده که متاسفانه سبب افزایش مصرف علف کش ها و مقاومت علف های هرز در برابر مواد شیمیایی شده است.

راه حل: ربات فارم_وایز یک جمع کننده علفهای هرز است. این اگربات(ربات کشاورز) نسبت به تجهیزات مزرعه بیشتر شبیه تجهیزات شرکت زامبونی (شبیه به تراکتور برف روب) است، این ربات توسط تیم کالیفرنیایی، که بر روی دوربین های ماشین فراگیر فعالیت می کند آموزش داده شده است تا با استفاده از میلیون ها تصویر بتواند بین محصول و علف های هرز تفاوت قایل شود. بنابراین هنگامی که وارد مزرعه می شود تا علفهای هرز را از بین ببرد، رشد محصول را مختل نمی کند.

سباستین بویر(مدیر عامل) بیان می کند: توسعه ربات های علف هرزچین شرکت فارم-وایز، یک چالش جالب و هیجان انگیزی است که ترکیبی از حوزه های مختلفی همچون ماشین فراگیر، رباتیک و مهندسی مکانیک را به همراه دارد. این تیم اخیراً پس از معرفی موفقیت آمیز ماشین در دو مزرعه در کالیفرنیا توانسته 5/14 میلیون دلار برای تحت پوشش قرار دادن مزارع بیشتری در دو ایالت سان شاین و آریزونا از سرمایه گذاران دریافت کند.

اما ربات شرکت فارم-وایز در هر زمینه‏ای فعال نمی باشد. برنامه تیم برای توسعه ربات تبدیل آن به یک ربات خدمت رسان می باشد تا کشاورزان زیر بار مسئولیت نگهداری مکانیکی قرار نگیرند.

بویر ادامه می دهد: ما نیازهای مرتبط با علفهای هرز مشتری خود را از ابتدا تا انتها مطالعه کرده ایم و آنها را از دردسرهای استخدام کارگر و داشت محصول رها می کنیم. علاوه بر آن، عملکرد ما به عنوان ارائه یک سرویس، ما را قادر می سازد که جدیدترین نرم افزار و به روز رسانی های طراحی را به مشتریان خود ارائه دهیم.

تکنولوژی لیدار برای زمین های کشاورزی

ربات های کوچک پیمایشی، برای رفع مشکلات موجود در زمین های مختلف ، از فرش اتاق نشیمن گرفته تا چمن های اطراف ما، طراحی شده اند. اکنون، آنها در مزرعه نیز هستند. پیمایشگر تراسنتیا شرکت ارث_سنس تقریباً به اندازه یک چمن زن رباتیک است درحالی که دارای قابلیت برنامه گرافیکی ماه نورد، مریخ نورد ناسا و ماشین فراگیر پیشرفته می باشد.

در حقیقت، تراسنتیا که در دانشگاه ایلینویس در اوربانا، با پشتیبانی وزارت انرژی ایالات متحده (ARPA-E) توسعه یافته است، از تکنولوژی لیدار یا ردیاب نور و دامنه نور استفاده می کند تا داده ها را از یک سطح دشوار قابل دستیابی، جمع آوری کند. این یک نسخه ساده تر از فناوری است که ناسا در مریخ نورد خود برای مطالعه سطح ماه و مریخ استفاده می کند، همچنین از آن در وسایل نقلیه کنترل از راه دور در اعماق دریا برای مطالعه کف اقیانوس استفاده می کنند.

براساس وب سایت ارث_سنس ، تراسنتیا می تواند داده هایی که در مورد صفات مربوط به سلامت گیاهان، فیزیولوژی و پاسخ به استرس است را جمع آوری کند. به گزارش سایت، سازندگان آن امیدوارند به زودی با بارگذاری برنامه بر روی ربات بتوانند اندازه گیری سلامت گیاهان، ارتفاع ذرت، غلاف سویا، زیست توده گیاهی و همچنین تشخیص و شناسایی بیماری ها و استرس ها را انجام دهند. تاکنون در باغ‏ها و تاکستان ها ذرت، سویا، گندم، ذرت خوشه ای، محصولات سبزیجات، مورد استفاده قرار گرفته است.

هواپیماهای بدون سرنشین

شرکت پریسیشن_هاوک در بالیگ  وعده می دهد “توسط چشم پرنده خود و سنسورهای پیشرفته، یک هواپیمای بدون سرنشین می تواند داده ها را در 500 تا 1000 هکتار، در کمتر از یک روز جمع آوری کند.”

از نظر “فن آوری مختل کننده” که می تواند کشاورزی را تغییر دهد، لیبولد فناوری هواپیمای بی سرنشین را همانند اختراع تراکتور 1918 واترلو-بوی دانسته که کشاورزی را از کشت توسط اسب به سوی فن آوری نوین سوق داده بود.

لیبولد می گوید: سرانجام اسب مزرعه جایگزین کار فردی، بنزین جایگزین اسب مزرعه و هواپیمای بدون سرنشین امروزی جدیترین فن آوری پیش روی کشاورزی شده است.

هواپیماهای بدون سرنشین، فناوری جدیدی نیستند و از اوایل دهه 1980 به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفتند و سالهاست که از آنها برای گرفتن عکس هوایی از مزارع استفاده شده است. با این حال، کشاورزی به سرعت به یک فضای پیشگام برای توسعه برنامه های جدید برای وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین تبدیل شده است. در حال حاضر استفاده عمده از هواپیماهای بدون سرنشین شامل تصویربرداری سه بعدی ، نقشه برداری و نظارت بر محصولات است.

ویلمینگتون مستقر در دلاوار، قصد دارد در برنامه گسترش هواپیمای بدون سرنشین شرکت کورتوا اگریساینس، ناوگان هواپیماهای بدون سرنشین را برای ارائه بررسی سریعتر تشخیص و تصحیح بیماری ها و آفات ارسال کند.

دفتر مرکزی شرکت پریسیش-هاواک که مقر آن در شهر رالی، کارولینای شمالی است، می گوید: 11 ساعت طول می کشد تا یک هکتار از محصولات زراعی را با پای پیاده نمونه گیری کنیم. آنها امیدوارند، با دید چشم پرنده و سنسورهای پیشرفته یک هواپیمای بدون سرنشین اطلاعات وسعت 500 تا 1000 هکتار را در کمتر از یک روز جمع آوری کند.

جذابیت استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین، برای پتانسیل آن در بدست آوردن داده های دقیق از یک مزرعه یا حتی یک گیاه خاص است. در آینده، هواپیماهای بدون سرنشین می توانند برای تجزیه و تحلیل خاک، سلامت محصول، کاشت، سمپاشی محصولات زراعی، آبیاری کشاورزی مورد استفاده قرار می­گیرند که برای اطلاعات بیشتر می توان به فهرست بررسی تکنولوژی MIT مراجعه شود.

اسکلت خارجی کشاورزی

برخی از جمله وزارت کشاورزی ایالات متحده می گویند: کشاورزان ابرقهرمانند، اما این قهرمانان در حال پیرشدن هستند. طبق سرشماری سال 2012 USDA(وزارت کشاورزی ایالات متحده)، هم اکنون متوسط ​​سن یک کشاورز 50 تا 58 سال اعلام شده است و وجود نیروی کار پیر، در مزارع کوچک و متوسط به خصوص در مزارعی که نسل به نسل این صنعت منتقل نشده است، از مسایل مهم به حساب می آید. دانشمندان در حال  حل کردن این مشکل با لباس های مناسبی(اسکلتهای پوشیدنی یا سوپرلباس‌ها) برای این ابرقهرمانان(کشاورزان) هستند.

اریکا کوردر برای مجله فناوری مهندسی ویرجینیا گزارش می دهد:

گروهی از مهندسین در ویرجینیا مشغول کار روی لباس‌های سبک و با کاربرد آسان هستند که فشار روی زانو و کمر یک کشاورز را کاهش می‌دهند وگروهی دیگر در دانشگاه در حال ایجاد یک دستکش رباتیک برای کمک به کشاورزان مبتلا به آرتروز هستند. الكساندر لئونسا، مهندس فناوری ویرجینیا، در بیانیه مطبوعاتی اظهار داشت: امید است كه كشاورزان وقتی در دهه 50 خود هستند از این فناوری استفاده كنند تا بتوانند در سن 60 سالگی احساس درد کمتری داشته باشند.

او می‏گوید: این دستگاه ها ابزاری خواهند بود که کشاورزان با پوشیدن آن ها، کارهای روزمره خود را با روشی راحت تر انجام دهند. بسیاری از کشاورزان مسن ما با بیماری های کهولت سن، مانند آرتروز دچار هستند که با ارائه این فناوری می توانیم اطمینان حاصل کنیم که آنها بتوانند وظایف خود را انجام دهند. هدف این نیست که کشاورزان تا سن 90 سالگی کار کنند، بلکه به آنها این اجازه را می دهد با خستگی کمتری کار کنند و بتوانند ضمن حفظ سلامتی، به انجام دادن آنچه که دوست دارند ادامه دهند.

ترجمه شده توسط: دبیرخانه فنی نخستین مسابقات ملی ربات‏های کشاورزی

منبع: www.smithsonianmag.com

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *