کشاورزی مدرن در فرآیند یک انقلاب تکنولوژیک در کشاورزی رخ داده است. فناوری رباتیک تحت تأثیر تقاضای رو به رشد جهانی برای مواد غذایی تولید شده پایدار، به دنبال آن افزایش هزینه ها و کمبود نیروی کار، و فشار قانونی برای کاهش استفاده از مواد شیمیایی کشاورزی باعث افزایش توسعه ربات کشاورزی شده است. در این مطلب قصد داریم شما را با کاربرد ربات کشاورزی بیشتر آشنا کنیم.
ربات کشاورزی چیست؟
ربات کشاورزی به هر وسیله رباتیکی گفته می‌شود که می‌تواند فرآیندهای کشاورزی را با بر عهده گرفتن بسیاری از وظایف کشاورز که کند یا فشرده هستند، بهبود بخشد. استفاده از ربات ها در کشاورزی بسیاری از کارها را ساده تر، سریع تر و موثرتر می کند. تراکتورهای بدون راننده، هواپیماهای بدون سرنشین برای نظارت بر محصولات و جمع‌آوری داده‌ها، کاشت بذر دقیق خودکار، سیستم‌های آبیاری و برداشت خودکار، و همچنین شیردوشی گله‌های برخی از ربات‌های کشاورزی متداول مورد استفاده برای کشاورزی، مدیریت محصول و خاک و تولید دام هستند.
بر اساس گزارش تحقیقاتی “بازار ربات های کشاورزی، پیش بینی جهانی تا سال 2026” منتشر شده توسط MarketsandMarkets، انتظار می رود اندازه بازار جهانی ربات های کشاورزی از 4.9 میلیارد دلار در سال 2021 به 11.9 میلیارد دلار تا سال 2026 افزایش یابد.
رباتیک چگونه کشاورزی را تغییر می دهد؟
انواع مختلف ربات‌های کشاورزی فرآیندهای کشاورزی را بهبود می‌بخشند و مشکلات خاصی را حل می‌کنند که به نفع کشاورز است (مانند صرفه‌جویی در زمان، نیروی کار، پول و محصولات). بسیاری از دانشمندان، مهندسان و استارت‌آپ‌ها در سراسر جهان به کار خود برای بهبود فناوری‌های موجود و توسعه ربات‌های جدید و نوآورانه برای کاربردهای کشاورزی بیشتر ادامه می‌دهند. زمان های هیجان انگیزی در رباتیک کشاورزی در پیش است و این می تواند به طور بالقوه روش تولید، فرآوری و بازاریابی مواد غذایی ما را تغییر دهد.
رباتیک در کشاورزی کشاورزی به سرعت در حال تبدیل شدن به یک صنعت هیجان انگیز با فناوری پیشرفته است که متخصصان جدید، شرکت های جدید و سرمایه گذاران جدید را جذب می کند. این فناوری به سرعت در حال توسعه است و نه تنها توانایی‌های تولید کشاورزان را ارتقا می‌دهد، بلکه فن‌آوری روباتیک و اتوماسیون را همانطور که می‌شناسیم نیز پیش می‌برد.
در قلب این پدیده نیاز به افزایش قابل توجه بازده تولید است. سازمان ملل تخمین می زند که جمعیت جهان از 7.3 میلیارد نفر امروز به 9.7 میلیارد نفر در سال 2050 خواهد رسید.
ربات های کشاورزی به طرق مختلف بازده تولید را برای کشاورزان افزایش می دهند. از پهپادها گرفته تا تراکتورهای خودران در کاربردهای خلاقانه و نوآورانه به کار گرفته شده است.
کاربردهای ربات کشاورزی
ربات کشاورزی کارهای آهسته، تکراری و کسل‌کننده را برای کشاورزان خودکار می‌کنند و به آنها اجازه می‌دهند بیشتر بر روی بهبود عملکرد کلی تولید تمرکز کنند. برخی از رایج ترین ربات ها در کشاورزی برای موارد زیر استفاده می شوند:
- برداشت و چیدن
- کنترل علف های هرز
- چمن زنی، هرس، بذرپاشی، سمپاشی و تنک کردن
- دسته بندی و بسته بندی
برداشت و چیدن یکی از محبوب ترین کاربردهای رباتیک در کشاورزی به دلیل دقت و سرعتی است که ربات ها می توانند برای بهبود اندازه عملکرد و کاهش ضایعات حاصل از محصولات در مزرعه به دست آورند.
آماده سازی زمین قبل از کاشت
آماده سازی زمین قبل از کاشت یکی از اولین کارهای کشاورزی است که باید انجام شود، مانند شخم زدن زمین و کود دادن. عمل شخم زدن زمین (وارونگی لایه های خاک) باعث می شود تا اکسیژن بیشتری وارد خاک شود.
کوددهی خاک جایگزین مواد مغذی لازم برای توسعه محصولات می شود. استفاده از ربات کشاورزی برای آماده سازی زمین یکی از مهمترین کاربردهای این تکنولوژی است. ربات کشاورزی با استفاده از حسگرهای مخصوصی کمبودهایی مواد غذایی در گیاهان را تشخیص داده و متناسب با آن کودها را توزیع می کنند.
چگونگی افزودن نیتروژن به خاک را در مقالات فردین کشت بخوانید.
کاربردهای ربات کشاورزی برای کاشت
به طور سنتی، کارهای کاشت و کاشت توسط تجهیزات کاشت تخصصی که در پشت تراکتور متصل هستند انجام می شود. با این حال، تراکتورها جزو ماشین آلات سنگین بوده و حرکت مداوم آنها در سراسر مزرعه، تراکم خاک را تشدید می کند. تراکم خاک اثرات مخرب متعددی برای محیط های کشاورزی دارد که از آن جمله می توان به افزایش چگالی ظاهری و مقاومت خاک، کاهش تخلخل، سرعت نفوذ آب و هوادهی اشاره کرد و علاوه بر تأثیر بر خواص شیمیایی و چرخه های بیوژئوشیمیایی، بر رشد گیاهان تأثیر می گذارد و تنوع زیستی خاک را تغییر می دهد.
جلوگیری از فشردگی خاک با چند روش ساده را در مقالات فردین کشت بخوانید.
در سال 1996، Sakaue در حال توسعه سیستم‌های ربات کشاورزی برای خودکارسازی فرآیند کاشت و کاشت در ژاپن بود. این سیستم از یک ربات چرخدار بود و با وجود داشتن ساختار ابتدایی، قادر به کاشت کلم، کاهو، کلم بروکلی، گل کلم یا کرفس تا 2200 بوته در ساعت بود. با این حال، سیستم قادر به حرکت مستقل نبود.
کاربردهای ربات کشاورزی در گیاهپزشکی
پس از پایان مرحله کاشت، حفظ رشد یعنی عاری از بیماری و آفات، نیاز به نظارت مستمر توسط کشاورز دارد. بر اساس داده های فائو، حدود 20 تا 40 درصد از تولید محصولات زراعی جهان به دلیل آفات و بیماری ها از بین می رود. محصولات مورد هجوم علف های هرز به شدت در معرض خطر است و حتی می تواند محصولات را به طور کامل از بین ببرد. علف های هرز علاوه بر حیوانات کوچک مانند مارها و موش ها می توانند آفات را نیز جذب کنند. بنابراین، هر چه زودتر باید کنترل شوند.
سم پاشی گیاهان معمولاً با استفاده از علف کش ها و آفت کش ها (حشره کش ها و قارچ کش ها) انجام می شود. یک سیستم ربات کشاورزی کنترل علف‌های هرز برای گوجه‌فرنگی، ایجاد شده است که73.1 درصد گوجه‌فرنگی و 68.8 درصد علف‌های هرز را با تصاویر مزرعه به درستی شناسایی کرده است.
شما عزیزان می توانید کنترل علف های هرز با استفاده تکنولوژی های نوین را در مقالات فردین کشت مطالعه کنید.
کاربردهای ربات کشاورزی در برداشت
فعالیت برداشت علاوه بر اینکه یک کار تکراری است و نیاز به سرعت زیادی دارد، علاوه بر این نیاز به هزینه های زیادی برای کارگر و ماشین آلات دارد. به عنوان مثال ربات متحرک خودکار AURORA برای عملیات گلخانه ای بود که قادر بود به طور مستقل راهروهای گلخانه را تنها با استفاده از اطلاعات ارائه شده توسط حسگرهای اولتراسونیک هدایت کند. این ربات برای انجام وظایفی مانند برداشت، حمل و نقل میوه ها و بازرسی برنامه ساخته شده است.
کاربردهای ربات کشاورزی برای تخمین عملکرد و فنوتیپ
از طریق داده های دقیق در مورد کمیت و کیفیت رشد میوه ها، ارائه شده توسط ابزارهای پیچیده تر، کشاورزان می توانند محصولات خود را به طور موثرتری مدیریت کنند. تخمین عملکرد چیزی نیست جز نظارت بر کل محصول و تخمین میوه تولید شده.
از سوی دیگر، متغیرهای متعددی مانند تغییر اقلیم و کیفیت خاک می توانند در رشد گیاهان اختلال ایجاد کنند. بنابراین، با شناسایی فنوتیپ گیاهان، می توان به ژنوتیپ مربوطه آنها پیوند داد و امکان شناسایی شرایط رشد مناسب را فراهم کرد. با این حال، اشاره می‌شود که برای تخمین فنوتیپ و/یا عملکرد یک ربات، نه تنها باید داده‌های حسی قابل اعتماد، بلکه الگوریتم‌های بینایی کامپیوتری کارآمد نیز داشته باشد.
در سال‌های 1998 و 2001 پژوهشگرانی پیشنهاد استفاده از حسگرها و الگوریتم‌های بینایی ماشین را برای شناسایی ردیف‌های محصول و جمع‌آوری اطلاعات مزرعه ارائه کردند. در این مورد، یک دوربین و یک دستگاه RTK/GPS در یک تراکتور قرار داده شد تا بتواند نقشه های فضایی مربوط به ارتفاع محصول را ایجاد کند.
