کشاورزی رباتیک ( نقش ربات ها در کشاورزی )

ربات های کشاورز را شاید اولین بار در فیلم های سینمایی دیده باشید ولی آرام آرام این موجودات آهنی در حال واقعی شدن هستند و در مزارع و باغات کشاورزی فعالیت های خود را شروع کرده اند در ادامه با آگروزیست همراه باشید تا بیشتر در مورد ربات کشاورز بدانید.

دانش کشاورزی با سرعتی بیشتر از همیشه در حال تغییر است و هدف آن کشف روش‌هایی جهت پاسخگویی به نیاز تغذیه ای جمعیت رو به افزایش جهان ماست. یکی از فناوری هایی که در حال حاضر در حال فراگیر شدن در بخش کشاورزی است، ربات های کشاورزی یا اگری بوت ها هستند. اگر بخواهیم ساده در مورد آن ها توضیح دهیم  ربات های کشاورزی، ماشین هایی هستند که به طور خاص برای انجام فعالیت های مرتبط با کشاورزی طراحی شده اند^۱

همانطور که ذکر شداین روزها نمونه های سیتم های روباتیک و پهبادها به صورت گسترده تری در حال به کار گرفته شدن در کسب کارهای کشاورزی هستند. حوزه های اصلی فعالیت این ربات ها بیشتر در زمینه هایی نظیر  علف های هرز ، برداشت محصول ، کاشتن بذر و کنترل عوامل محیطی و آنالیز خاک می باشد^۲ . 

ربات های کشاورزی تجاری (  C.A.R )

تصویر ۱. یک ربات کشاورز

شرکت های سازنده ربات در دنیا ربات های مختلفی را برای برخی از عملیات های کشاورزی نظیر مبارزه با علف های هرز ، چمن زنی ، بررسی وضعیت میوه ها ، بریدن شاخه درختان ، برداشتن و جابجایی گلدان ها و… ارایه می دهند. با توجه به وظیفه خاص هر یک از این ربات ها  هر کدام دارای ، دینامیک ، طراحی واندازه خاص خودهستند و از سیستم های تامین انرژی ، و تکنولوژی ناوبری خاص خود استفاده می کنند. به این ربات ها ، ربات های کشاورزی تجاری (commercial agricultural robots) یا به اختصار C.A.R می گویند. ^۳.

به عنوان مثال یکی از انواع این ربات های تجاری Ara  هست که یک ربات طراحی شده برای کاربرد دقیق علفکش است این ربات دارای یک سیستم ناوبری ، حسگر ، یک پردازنده ، دوربین ، دوبازو ، چهار چرخ است . علاوه براین Ara  دارای باتری های خورشیدی است . این روبات  دارای الگوریتمی است که در زمانی که در بالای علف هرز قرار می گیرد از طریق تصاویر گرفته شده آن را شناسایی می کند سپس به پردازنده موقعیت دقیق علف هرز را شناسایی می کند و سپس یکی از بازوها ی روبات به سمت موقعیت علف هرز حرکت می کند و دز بسیار کمی ( میکرو دز) از علف کش را روی علف هرز می پاشد. بنا به گفته شرکت سازنده بهره گیری از این ربات می تواند ، موجب کاهش هدر رفت علف کش و در نتیجه کاهش آلودگی محیط زیست و کاهش هزینه های سموم را در پی خواهد داشت. یکی از انواع دیگر اینگونه ربات ها ویتیروور  است که در اصل یک دستگاه علف زن رباتیک یا هوشمند است که به وسیله تیغه های چرخشی علف ها هرز میبرد.  ویتیروور به وسیله جی پی اس و دو حسگر تشخیص می دهد که چگونه باید حرکت کند این رباط نیز مجهز به باتری خورشیدی است. یویتیروور در باغات میوه و زمین های چمن تا زمین های بازی های مبتنی از چمن قابل استفاده است. اگر بخواهیم به دو ربات دیگر کشاورز اشاره کنیم می توانیم دو روبات Myce-Vigne و Myce-Agriculture  را معرفی کنیم . ربات اول یعنی Myce-Vigne وظیفه برش ، وجین و چمن زنی و حتی بیل زدن در باغات و تاکستان ها را به عهده دارد این در حالی است که ربات دوم بیشتر فعالیت زراعی را برعهده دارد و عملیات هایی مانند بذر پاشی ، پآبپاشی  ،  و جین و برداشت را انجام می دهد. هر دو این ربات ها ساخت یک شرکت هستند و دارای سیستم ناوبری بصری ، چهار چرخ و باتری و پنل خورشیدی هستند^۴. .

 پهباد های کشاورز

تصویر ۲. پهبادهای کشاورز می توانند عملیات هایی نظیر کود پاشی و سمپاشی را به صورت هوایی انجام دهند.

پهبادها کشاورز از دهه ۱۹۸۰ به صورت تجاری استفاده می‌شوند و  از جمله فناوری ها  تکنولوژیک کشاورزی هستند . که قابلیت حل چندین چالش اساسی را دارا می‌باشند. انتظار می‌رود فناوری پهپاد، صنعت کشاورزی را تا حدودی زیادی دگرگون کند  و برنامه‌ریزی و اجرای عملیات کشاورزی را  بر اساس جمع‌آوری و پردازش داده‌های  را امکان‌پذیر سازد (جدول ۱.۳).
یکی از حوزه‌های امیدبخش در کشاورزی که انتظار می‌رود پهپادها در آن به خوبی عملکرد کنند، شامل فلوت یا گروه‌هایی از پهپادهای خودکار است که به طور جمعی عمل کرده و با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و چندین وظیفه را انجام می‌دهند که اجازه بررسی مزارع بزرگ و عملیات کشاورزی در فضای بیشتر را می دهد^۵ .

برخی از وظایف پهبادها کشاورزی از این قرار است:

1. پهباد های آنالیز کننده که معمولا به منظور تهیه نقشه اولیه از مزرعه و خاک آن استفاده می شوند و به منظور برنامه ریزی برنامه کاشت بذر ، آبیاری و مدیریت نیتروژن قابل استفاده هستند.
2. سیستم کاشت با پهباد یکی دیگر از راه های استفاده از اینگونه ربات های پرنده است. در این روش بذر ها درون کپسول ها مخصوص به همراه مواد غذایی مورد نیاز گیاه قرار می گیرند و توسط پهباد از هوا پرتاب می شوند و  در نتیجه بذرها به این روش در سطح مزرعه پخش و کاشته می شوند. این روش موحب کاهش چشمگیر زمان و هزینه کاشت می شود
3. پهبادهای محلول پاش که با اسکن زمین و محاسبه و پاشیدن مقدار دقیق و محاسبه شده محلول هایی نظیر آفتکش ، علفکش و یا قارچ کش و حتی کودهای شیمیایی مایع موجب صرفه جویی در زمان ، بهینه سازی محلول پاشیده شده و کاهش ورود مواد شیمیایی به محیط زیست و آب های زیر زمینی می شوند.
4. پهبادهایی که برای تعیین میزان و زمان آبیاری در قسمت ها مختلف مزرعه حرکت می کنند و با استفاده از سنسورهای مخصوص ( سنسور دما و رطوبت ) خود تشخیص می دهند که در چه زمان و به چه مقدار هر قسمت مزرعه آبیاری شود
5. پهبادهای مانیتورینگ و پهبادهای ارزیابی سلامتی، برای ماینتورینگ مزرعه معمولا از تصاویر ماهواره ای استفاده می شود ولی این امر می تواند زمانبر باشد و تصاویر می توانند به روز نباشند همچنین وجود ابر بر روی مزرعه در تصاویر می تواند یکی دیگر از مشکلات این روش باشد ولی پهبادها می توانند به صورت لحظه ای مزرعه را ماینتورینگ کنند. از سوی دیگر برخی از انواع پهباد نیز به منظور بررسی سلامت مزرعه استفاده یم شوند . این نوع پهبادها  با استفاده از سنسورها و وسایلی که روی آن ها وصل است اندازه گیری میزان نور ( نور سبز ) و سایر روش ها می توانند بیمارهای گیاهی در مزرعه و میزان آلودگی را تشخیص دهند^۶ .. 

تراکتورهای رباتیک 

تصویر۲. تراکتورهای خودران می توانند نوعی ربات کشاورز محسوب شوند

تراکتورهای رباتیک یا خودران می توانند اقدام به راندن خود بدون نیاز به راننده کنند. آن ها به طوری طراحی شده اند که بتوانند مکان خود را تشخیص دهند و قادر هستند به موانع نظیر انسان ، دام ، درخت و سایر موانع در مزرعه برخورد نکتد. آن ها می توانند به صورت اتوماتیک به عملیات هایی نظیر شخم ، کاشت بذر و سایر عملیات ها زراعی بپردازند. این تراکتورها به سنسورهایی رادار، سنوسور لیزری و دوربین مجهز هستند^۷ . . 

این تراکتور ها می توانند در مسیر و برنامه ریزی مورد نیاز کشاورز حرکت کنند ، همچنین عملیات های مختلف در یک زمان توسط چندین تراکتور در یک مزرعه یا در چندین مزرعه مختلف با آن ها قابل اجرا است.

در برخی اوقات در سیستم این تراکتورها از فناوری V2V بهره برده می شود. این سیستم این طور عمل می کند که یک تراکتور پیشگام با یک راننده ابتدا مسیر و سرعت را تعیین می کند سپس به وسیله فناوری V2V این مسیر و سرعت به سایر تراکتورها خودران منتقل شده تا عملیات ها به درستی و براساس برنامه انجام شود^۸ . 

همچنین  فناوری هایی نظیر قابلیت های شناسایی لیزری یا LIDAR برای تشخیص و واکنش به موانع غیر منتظره ، موقعیت یابی جی پی اس و رادیویی و نرم افزارهای اتوماسیون برای مدیریت مسیر و کنترل عملیات کشاورزی در تراکتورهای کاملا خودکار یا تراکتورهای مستقل به کاربرده می شود تا این تراکتورها بتوانند به بهترین نحو عمل نمایند^۹ . 

تصاویر:

تصویر سربرگ مقاله ، منبع تصویر Freepik

تصویر شماره ۱.Name: Fendt Xaver , wikimedia.orgn

تصویر شماره ۲. Image by user6702303on Freepik

تصویر شماره ۳ ، Image by gpointstudio on Freepik