معرفی ورود ربات‌ها به مزارع كشاورزي

[Hamid Ghobadi 12840]

امروزه به لطف پيشرفت علم رباتيك و دستاوردهايي كه در سايه توسعه فناوري‌هاي خودكار و هوشمند محقق مي‌شوند، بيش از پيش شاهد ورود ادوات و ماشين آلات رباتيك به حوزه‌هاي مختلف كار و زندگي انسان هستيم.

 

 

 

به اين ترتيب، ابزار هوشمندي كه روزي با هيبت آدم آهني‌ها به سوژه داستان‌ها و قهرمان‌هاي اصلي سناريوهاي علمي ـ تخيلي بدل شده بودند، اينك در هياتي متفاوت و با اشكال و كاربردهاي متنوع نقش دستياران ماشيني انسان را ايفا مي‌كنند و قرار است با مسووليت‌پذيري و كارايي‌هاي افزون‌ترشان جايگزين نيروي كار متعارف براي طيف گسترده‌اي از فعاليت‌ها و مشاغل شوند. در اين ميان قلمرو كشاورزي نيز از چنين موهبتي بي‌نصيب نمانده است و انتظار مي‌رود در آينده نزديك، مزارع و فعاليت‌هاي كشاورزي مجهز به نيروي كاري از نوع ربات‌هاي خودكار شوند تا هر كاري از برداشت محصول گرفته تا كنترل آفات نباتي را به انجام برسانند.

 

با اين اوصاف، چرخ مزارع تجاري آينده با نيروي كارگران رباتيكي خواهد چرخيد و انجام كارهاي تخصصي كشاورزي كه تا امروز در رديف وظايف و مشاغل نيروي كار با تجربه به حساب مي‌آمد به واقعيت بدل خواهد شد. تصور كنيد ربات‌ها بخواهند وظيفه حساسي همچون شناسايي، سمپاشي و چيدن بخش‌هاي مجزايي از محصول گياهان را انجام دهند و فراتر از اين زماني را در نظر بگيريد كه اهداف كاري ربات‌هاي كشاورز محصولاتي نظير انگور، فلفل و سيب باشد كه رنگي به سبزي برگ‌هاي پيرامون‌شان دارند. البته اين چشم انداز نويدبخش دور از انتظار نيست و همچنان كه گروهي از دانشمندان در قالب پروژه تحقيقاتي‌شان به اين هدف هر چه بيشتر نزديك مي‌شوند، كارشناسان معتقدند چنين پروژه ارزشمندي از مزايا و منافع بالقوه‌اي برخوردار است. به عنوان نمونه ربات‌هاي خودكار كشاورزي مي‌توانند نيروي كار انساني را از اثرات زيانبار تماس بدني با مواد شيميايي محافظت كنند. چنين پرسنل رباتيكي قادر است از طريق يك سامانه سمپاشي بسيار انتخابي، مصرف آفت‌كش‌هاي يك مزرعه را تا ميزان قابل توجه 80 درصد كاهش دهد.

 

مزيت سودآور ديگري كه ربات‌هاي كشاورز ارائه مي‌كنند، قابليت آنها براي عرضه به موقع نيروي كار در بسياري از مناطق است كه در مواقع حساس و مورد نياز همانند دوره‌هاي برداشت محصول دسترسي آسان و كافي به كارگران فصلي ندارند. نكته جالب توجهي كه ضمن توسعه ربات‌هاي كشاورزي وجود دارد نتايج و دستاوردهاي فرعي مسير تحقيقات آن است. بايد در نظر داشت تلاش‌هاي محققان براي ارائه ربات‌هايي كه قادر به ديدن، فهميدن و يادگيري هستند مي‌تواند به حصول كاربردهاي گسترده‌اي در پزشكي، بازي‌هاي رايانه‌اي و حوزه‌هاي بيشتر بينجامد. در اين ميان و در حالي كه دانشمندان بيشتر از 20 سال است سرگرم كار و تحقيق در زمينه توسعه ربات‌هايي براي نيروي كار كشاورزي بوده‌اند، يك پروژه جديد با اتخاذ رويكردي كه بيشتر به فعاليت مغزي توجه دارد پاي خود را به معركه ربات‌هاي كشاورز باز كرده است. هدف اين پروژه جديد آموزش و تربيت رايانه‌ها براي نشان دادن رفتارهايي مشابه آدم هاست؛ يعني سعي كنند مثل انسان‌ها همچنان كه كار مي‌كنند و ياد مي‌گيرند به مقوله انجام كار و بهتر شدن در مشاغل‌شان نگاه كنند. محققان معتقدند اين فناوري هم‌اكنون مهياست و مي‌توان شاهد آغاز نفوذ و سرايت آن به بازار بود. به اعتقاد آنها هر چند ممكن است حضور ربات‌هاي زارع براي هر مزرعه يا هر زارعي مقدور نباشد، ولي واقعيت حضور آنها ظرف 5 سال آينده امري قطعي خواهد بود.

 

در حال حاضر ما شاهد مزارع تجاري مدرني هستيم كه با مزارع معمولي به لحاظ بهره مندي از انواع و اقسام ماشين آلات مدرن كشت و زرع و دامپروري تفاوت فاحشي دارند. چنين مزارع پيشرفته‌اي پيش از اين نيز تراكتورهايي با سامانه هدايت خودكار و ماشين‌هاي خودكار شير دوشي و شخم زني و كاشت و داشت را به وفور به خود ديده‌اند. اما واقعيت آن است كه تنظيم دقيق و اصطلاحا صفر كردن محتوي برنامه‌ريزي عملياتي چنين ماشين آلاتي روي ميوه‌ها و سبزيجات مجزا و اختصاصي، وظيفه‌اي به مراتب چالش برانگيزتر است، چون محيط خارجي غيرقابل پيش‌بيني و همواره در حال تغيير است. به عنوان مثال بايد توجه داشت كه هر جزء محصول از شكل، اندازه، رنگ و موقعيت جهتگيري منحصري برخوردار است و اين موضوع به معناي آن است كه يك رايانه نمي‌تواند به نحوي برنامه‌ريزي شود كه صرفا تصوير بخصوصي را جستجو كند. سايه‌ها و شرايط نوري در طول روز و شب تغيير مي‌كنند و از همين رو منظره متفاوتي از يك هدف مجزا و اختصاصي را تحت شرايط مختلف ايجاد مي‌كنند. به همين ترتيب، ميوه‌هاي سبز رنگ و سبزيجات مي‌توانند شباهت زيادي به شاخ و برگ‌ها يا تاك‌هايي كه روي آنها مي‌رويند پيدا كنند.

 

نكته: در آينده نزديك، مزارع و فعاليت‌هاي كشاورزي مجهز به نيروي كاري از نوع ربات‌هاي خودكار مي‌شوند تا هر كاري از برداشت محصول گرفته تا كنترل آفات نباتي را به انجام برسانند

باتوجه به وجود چنين موانع و مشكلاتي و با هدف تقويت توانايي يك رايانه به منظور يافتن نظم و ترتيب در عين بي‌نظمي و آشفتگي نسبي يك محيط كشاورزي، گروه محققان سرگرم كار روي سامانه‌هاي حسگري هوشمند هستند. به اعتقاد محققان يك راهبرد عملي در اين زمينه مستلزم به خدمت گرفتن دوربين‌هاي چند طيفي است كه طول موج‌هاي واگشته از اهداف مورد نظر را آناليز مي‌كند. اين راهبرد را مي‌توان به عنوان ايده‌اي براي يافتن الگوي سازگار و با ثباتي به حساب آورد كه به ربات مي‌فهماند وقتي هدفي مثل يك فلفل را ديد، آن را اعلام كند و اهميتي ندارد كه فلفل مورد نظر پشت و رو يا وارونه باشد.

 

البته محققان در نظر دارند به موازات ساير حسگرها و برنامه‌ها نوعي «مغز» رباتيك ارائه كنند كه ضمن كار كردن قادر به درس گرفتن از اشتباهاتش و بهبود عملكردش نيز باشد. به اعتقاد محققان آنچه كار آنها را از پروژه‌هاي سابق مجزا مي‌سازد، تركيب كردن مشخصه‌هاي ديد انساني و يادگيري رايانه با هم است. البته تا اينجاي كار محققان دريافته‌اند رايانه‌ها مي‌توانند براحتي بين 80 تا 85 درصد ميوه‌هاي روي يك گياه را پيدا كنند ولي مبنا و معيار مورد نظر گروه رقم 90 درصد است و كسب اين عملكرد در حالي است كه بسياري از كشاورزان مي‌گويند حاضر به استفاده از ربات‌ها نخواهند شد مگر آن كه با نرخ دقتي 99 درصدي به هدف بزنند.

 

كاركرد زارعان رباتيك به همين مرحله شناسايي و تشخيص اهداف ختم نمي‌شود و به دنبال آن مهندسان در تلاش براي طراحي نوعي ابزار چنگ مانند براي ربات‌ها هستند كه بتواند محصول را در جاي درستش گرفته و آن را با ميزان صحيحي از ثبات و قوت بچيند. محققان براي نيل به اين منظور در حال مطالعه حركات انسان هستند و مجموعه ديگري از الگوريتم‌ها را در تلاش براي تقليد كردن نحوه كاركرد طبيعي دست‌هاي انساني به كار مي‌گيرند. كاركرد مناسب و عملياتي ربات‌هاي كشاورزي از اهميت بالايي به لحاظ پوشش دادن فاكتورهاي حياتي و اقتصادي مراحل داشت و برداشت عمليات كشاورزي برخوردار است. كارشناسان معتقدند در حوزه برداشت محصولات كشاورزي چالش‌هاي زيادي براي يافتن نيروي كار برداشت‌كننده وجود دارد و برداشت محصولاتي نظير توت فرنگي و ساير ميوه‌ها و سبزيجات كار دشواري نشان مي‌دهد. به عنوان نمونه مي‌توان به فاكتور تنگناي وقت يا ضرب‌الاجل زماني در مورد محصولاتي اشاره كرد كه كشاورزان نمي‌توانند براي برداشت محصول حتي يك هفته صبر كنند. در چنين مواردي زارعان نيازمند حجم بالاي نيروي كار براي دوره‌هاي كوتاه زماني هستند و همين وضعيت حفظ افراد استخدام شده به شيوه‌اي پايدار و مساعد را با چالش‌هايي واقعي روبه‌رو مي‌سازد. با اين اوصاف محققان معتقدند چنانچه در همين شرايط زماني به موضوع جمعيت جهاني و نيازمندي تغذيه چنين جمعيت در حال رشدي بينديشيم، ناگزير از دستيابي به كارآمدي بيشتر در زمينه برداشت و توليد محصولات كشاورزي خواهيم بود و رويكرد به دانش رباتيك و به خدمت گرفتن پتانسيل‌هاي آن مي‌تواند به عنوان راهبردي توانمند و كارآمد مطرح شود.

 

discovery / مترجم: مهريار ميرنيا