روبوت زراعي

روبوت زراعي ذاتي

الروبوت الزراعي Agricultural robot، هوروبوت يستخدم لأعراض زراعية. النطاق الرئيسي لتطبيق الروبوتات في الزراعة اليوم هي فترة الحصاد. التطبيقات الناشئة للروبوتات أوالدرونات في الزراعة تضم مكافحة الأعشاب،الاستمطار، غرس البذور، الحصاد، المراقبة البيئية وتحليل التربة.

نظرة عامة

روبوتات جمع الفاكهة، الجرارات بدون سائق/ المرشات، وروبوتات الخراف وجز الصوف هي روبوتات مصممة لتحل معل العمالة البشرية. في معظم الحالات، هناك الكثير من العوامل التي ينبغي أخذها في الاعتبار (مثل، حجم ولون الفاكهة المزمع جمعها) قبل إسناد المهمة للروبوت. يمكن استعمال الروبوت في مهام بستنة أخرى مثل التقليم، مكافحة الأعشاب، الرش والمراقبة.

كما يمكن استعمال الروبوتات في أعمال تربية الماشية (روبوتات الماشية) مثل الحلب الآلي، الغسل والخصي. تعود هذه الأنواع من الروبوتات بالكثير من الفوائد على الصناعة الزراعية، ومنها الجودة العالية للإنتاج الطازج، انخفاض تكاليف الإنتاج، وتخفيض الحاجة للأيدي العاملة. كما يمكن استخدامها في مهام يدوية آلية، مثل جز أورش الأعشاب، حيثقد يكون استخدام الجرارات والمركبات المأهولة الأخرى خطراً للغاية على المشغل.

التصميمات

روبوت أعمال الحقل.

يتألف التصميم الميكانيكي من نهاية عاملة، مناور، وقابض. هناك الكثير من العوامل التي ينبغي وضعها في الاعتبار في تصميم المناور، ومنها المهمة، الكفاءة الاقتصادية، والحركات المطلوبة. تؤثر نهاية الروبوت العاملة على القيمة السوقية للفواكه ويعتمد تصميم القابض على المحصول الذي يتم حصاده.

التطوير

قد يرجع أول تطوير للروبوتات في الزراعة إلى أوائل العشرينيات، مع بداية ظهور البحوث لدمج التوجيه التلقائي للمركبة في الزراعة. أدت هذه الأبحاث إلى التطورات في المركبات الزراعية الذاتية في الخمسينيات والستينيات. على الرغم من حتى المفهوم لم يكن مكتملاً، كانت المركبات لا تزال بحاجة إلى نظام كابلات لتوجيه مسارها. استمر تطوير الروبوتات في الزراعة كتقنيات في قطاعات أخرى بدأ تطويرها أيضاً. وحتى الثمانينيات، في أعقاب تطور الحاسوب، أصبح نظام توجيه الرؤية الآلية ممكناً.

ومع مرور السنين حدثت تطورات أخرى ضمت حصاد البرتنطق باستخدام الروبوات في فرنسا والولايات المتحدة.

بينما تم دمج الروبوتات في المهام الصناعية الداخلية منذ عقود، يعتبر تطوير استخدام الروبوتات خارجياً في الزراعة أكثر تعقيداً وصعوبة. يرجع هذا للمخاوف التي تدور حول السلامة، لكنها تدور أيضاً حول تعقيد عملية جمع الحاصلات التي تخضع لعوامل بيئية مختلفة ولا يمكن التنبؤ بها.

الطلب في السوق

هناك مخاوف حول كمية العمالة المطلوبة في القطاع الزراعي. ومع دخول السكان في سن الشيخوخة، لن تستطيع اليابان تلبية متطلبات سوق العمل الزراعي. وبالمثل، تعتمد الولايات المتحدة على عدد كبير من العمال المهاجرين، لكن بين انخفاض عمال الحقول الموسميين وزيادة الجهود الحكومية المبذولة لإيقاف الهجرة، لن تستطيع الولايات المتحدة أيضاً تلبية الطلب. غالباً ما تضطر الشركات إلى هجر المحاصيل تتعفن بسبب عدم القدرة على جمعها كلها بنهاية الموسم. علاوة على ذلك، هناك مخاوف حول الزيادة السكانية التي ستتطلب المزيد من الغذاء في السنوات القادمة. لهذه الأسباب، هناك رغبة كبيرة في تحسين الميكنة الزراعية لجعلها أكثر كفاءة ومتاحة للاستخدام المستمر.

التطبيقات والتوجهات الحالية

تواصل الكثير من الأبحاث الحالية العمل على المركبات الزراعية الذاتية. تستند هذه الأبحاث على التقدم المحرز في سيارات القيادة الذاتية.

بينما تم دمج الروبوتات في الكثير من مجالات أعمال الحقول الزراعية، لا يزال هناك نقص كبير في حصاد الحاصلات المتنوعة. وقد بدأ هذا يتغير مع بدء الشركات في تطوير الروبوتات التي تنهي المزيد من المهام المحددة في المغرسة. ويأتي مصدر القلق الأكبر حول حصاد الروبوتات من حصاد المحاصيل اللينة مثل الفراولة التي يمكن حتى تتلف بسهولة أوتفقد بشكل كامل. على الرغم من هذه المخاوف، تم إحراز التقدم في هذا المجال. تبعاً لگاري ويشناتزكي، الشريك المؤسس لهارڤرست كروللروبوتات، يمكن لأحد روبوتات حصاد الفراولة الذي يتم اختباره حالياً في فلوريدا "حصاد حقل مساحته 25 فدانًا في ثلاثة أيام فقط واستبدال طاقم مكون من حوالي 30 عاملًا زراعيًا". وقع نفس تقدم مشابه في حصاد التفاح، العنب، ومحاصيل أخرى.

هناك هدف آخر للشركات الزراعية ويتمثل في جمع البيانات. هناك مخاوف متزايدة حول الزيادة السكانية ونقص العمالة المتاحة لإطعامهم. تم تطوير جمع البيانات كوسيلة لزيادة الإنتاجية في الحقول. تطور أگري‌داتا حالياً تقنية جديدة للقيام بهذا ومساعدة الفلاحين على تحديد الموعد الأفضل لحصاد حاصلاتهم عن طريق مسح أشجار الفاكهة.

التطبيقات

يمكن استعمال الروبوتات في الكثير من التطبيقات الزراعية. بعض الأمثلة والنماذج الأولية من الروبوتات وتضم روبوت مارلين ميلكر، روزفير، الحصاد الآلي، حاصد البرتنطق، لوتوس بوت، ومكافح الأعشاب. وهناك حالة أخرى لاستخدام الروبوتات على نطاق واسع في المزارع وهي جمع الحليب. وهي منتشرة في مزارع الألبان البريطانية بسبب كفاءتها وعدم الحاجة لنقلها. تبعاً لديڤد گاردنر (المدير التطبيقي للجمعية الزراعية الملكية في إنگلترة)، يمكن للروبوت إنهاء المهام المعقدة إذا جاز له القيام بحركات مكررة والجلوس في مكان واحد. علاوة على ذلك، الروبوتات التي تعمل على المهام المتكررة (مثل الحلب) تقوم بدورها بمعيار ثابت ومحدد.

وهناك مجال آخر للتطبيق وهوالبستنة. تم تطوير أحد تطبيقات البستنة وهو RV100 بواسطة شركة هارڤست أوتوميشن وهوRV 100 الذي تم تصميمه لنقل النباتات المزروعة في الأصص داخل [[دفيئة|الدفيئةي] أووضعها في الخارج. مهام RV100 في التعامل وتنظيم النباتات تتضمن قدرات تحديد المسافات، الجمع، والتجميع. ومن فوائد استخدام RV100 للقيام بهذه المهام الدقة العالية في وضع النباتات، القيام بالمهام الخارجية والداخلية ذاتياً، وتخفيض تكاليف الإنتاج.

أمثلة

Vinobot and Vinoculer
LSU's AgBot
هارڤست أوتوميشن وهي شركة أسسهها موظفي آي روبوت السابقين لتطوير الروبوتات للصوب الزراعية
روبوت جمع الفراولة من روبوتيك هارڤستنگ وأگروبوت.
Casmobot next generation slope mower
حدث فيلدروبوت وهي منافسة للروبوتات الزراعية المتحركة
HortiBot، روبوت للعناية بالنباتات
Lettuce Bot - Organic Weed Elimination and Thinning of Lettuce
Rice planting robot developed by the Japanese National Agricultural Research Centre
The IBEX autonomous weed spraying robot for extreme terrain, under development
FarmBot, Open Source CNC Farming
VAE، تحت التطوير بواسطة argentinean ag-tech startup، وتهدف إلى حتى تصبح منصة عالمية للتطبيقات الزراعية المتعددة، من الرش الدقيق إلى تربية الماشية.
ACFR RIPPA: for spot spraying
ACFR SwagBot؛ لمراقبة الماشية
ACFR Digital Farmhand: للرش، مكافة الأعشاب، وغرس البذور

انظر أيضاً

زراعة إلكترونية
الرؤية الآلية
الدرونات الزراعية

المصادر

^ "Self-driving Ibex robot sprayer helps farmers safely tackle hills - Farmers Weekly". Farmers Weekly (in الإنجليزية). Retrieved 2016-03-22.
^ "Bosch's Giant Robot Can Punch Weeds to Death". IEEE. 2016.
^ "Agriculture Robots at The University of Sydney". 2016.
^ Craft, Andrew (1 March 2017). "Making it rain: Drones could be the future for cloud seeding". Fox News. Retrieved 24 May 2017.
^ Anderson, Chris. "How Drones Came to Your Local Farm" (in الإنجليزية). MIT Technology Review. Retrieved 24 May 2017.
^ Mazur, Michal. "Six Ways Drones Are Revolutionizing Agriculture" (in الإنجليزية). MIT Technology Review. Retrieved 24 May 2017.
^ Belton, Padraig (2016-11-25). "In the future, will farming be fully automated?". BBC News (in الإنجليزية). Retrieved 2016-11-28.
^ Yaghoubi, Sajjad (June 2013). "Autonomous Robots for Agricultural Tasks and Farm Assignment and Future Trends in Agro Robots". InternationalJournalofMechanical&MechatronicsEngineering. 13.
^ Harrell, Roy (March–April 1987). "Economic Analysis of Robotic Citrus Harvesting in Florida". American Society of Agricultural Engineers. 30 (2): 298–304.
^ S., Pedersen; S., Fountas; S., Blackmore (2008-08-01). (in الإنجليزية). InTech. doi:10.5772/6048. ISBN .
^ "Fields of automation". The Economist (in الإنجليزية). Retrieved 2018-05-29.
^ Daniels, Jeff (2018-03-08). "From strawberries to apples, a wave of agriculture robotics may ease the farm labor crunch". CNBC. Retrieved 2018-05-29.
^ "Robots Wielding Water Knives Are the Future of Farming". WIRED (in الإنجليزية). Retrieved 2018-05-29.
^ Harvey, Fiona. "Robot farmers are the future of agriculture, says government". The Guardian. Retrieved 30 October 2014.
^ Jenkins, David (23 September 2013). "Agriculture shock: How robot farmers will take over our fields". Metro. Retrieved 30 October 2014.
^ "Products". Harvest Automation. 2016. Retrieved 10 November 2014.
^ Shafiekhani, Ali; Kadam, Suhas; Fritschi, Felix B.; DeSouza, Guilherme N. (2017-01-23). "Vinobot and Vinoculer: Two Robotic Platforms for High-Throughput Field Phenotyping". Sensors (in الإنجليزية). 17 (1): 214. doi:10.3390/s17010214.
^ Ledford, Heidi (2017-01-26). "Plant biologists welcome their robot overlords". Nature (in الإنجليزية). 541 (7638): 445–446. doi:10.1038/541445a.
^ "Fighting world hunger: Robotics aid in the study of corn and drought tolerance". Retrieved 2017-11-26.
^ "AgBot Multi-Function Robot Is Powered by the Sun". pcmag.com. Retrieved 2 April 2018.
^ Piquepaille, Roland. "A fully customizable home robot - ZDNet". zdnet.com. Retrieved 2 April 2018.
^ "Harvest Automation Inc". www.harvestautomation.com. Retrieved 2 April 2018.
^ "Robotic Harvesting".
^ http://www.agrobot.es
^ "Casmobot".
^ "The Field Robot Event".
^ "HortiBot - A Plant Nursing Robot".
^ "See & Spray Agricultural Machines - Blue River Technology". See & Spray Agricultural Machines - Blue River Technology. Retrieved 2 April 2018.
^ "Fields of automation".
^ "Agricultural robot starts UK trials". The Engineer. Retrieved 2016-03-22.
^ "FarmBot - Open-Source CNC Farming". farmbot.io. Retrieved 2 April 2018.
^ "FarmBot DIY agriculture robot promises to usher in the future of farming". digitaltrends.com. 28 July 2016. Retrieved 2 April 2018.
^ "Presentaron un vehículo agrícola que robotiza la aplicación de agroquímicos" (in الإسبانية). Retrieved 2018-06-07.
^ ACFR robots
^ "Agriculture Robots at The University of Sydney". 2016.