أهم الموضوعاتأخبارالتنمية المستدامة

لأول مرة.. تطوير روبوت يزيل التفاح غير المرغوب فيه من الأشجار بطريقة آلية

المخطط دمج هذا المستجيب النهائي مع مكون رؤية الآلة ونظام الحركة لتطبيق ترقق آلي للفاكهة الخضراء في مزارع التفاح

طور المهندسون الزراعيون في ولاية بنسلفانيا ، لأول مرة ، نموذجًا أوليًا لـ “المستجيب النهائي” القادر على إزالة التفاح غير المرغوب فيه من الأشجار – الخطوة الأولى نحو ترقق الفاكهة الخضراء بطريقة آلية.

يعتبر التطور مهمًا ، وفقًا لـ Long He ، الأستاذ المساعد في الهندسة الزراعية والبيولوجية، لأن التخفيف اليدوي هو مهمة كثيفة العمالة ، وتقلص القوى العاملة في إنتاج التفاح يجعل التخفيف اليدوي غير ممكن اقتصاديًا. أجرى فريقه البحثي في ​​كلية العلوم الزراعية دراسة جديدة أدت إلى المستجيب النهائي.

يعتبر محصول التفاح سلعة زراعية عالية القيمة في الولايات المتحدة  بإجمالي إنتاج سنوي يقارب 10 مليارات جنيه إسترليني وتقدر قيمته بنحو 3 مليارات دولار، وفقًا لما ذكرهLong He ، وهو رائد في أبحاث الروبوتات الزراعية، حيث كان يطور سابقًا مكونات آلية للفطر، قطف وتقليم شجرة التفاح، يعتبر ترقق الفاكهة الخضراء – عملية التخلص من فواكه الفاكهة الزائدة في أوائل الصيف، لزيادة حجم وجودة الثمار المتبقية بشكل أساسي – أحد أهم جوانب إنتاج التفاح.

وقال “في نهاية المطاف – في العقد القادم، نأمل – أن يتم دمج هذا المستجيب النهائي مع مكون رؤية الآلة ونظام الحركة ، مما يخلق آلية يمكنها في النهاية تحقيق ترقق آلي للفاكهة الخضراء في بساتين التفاح”، “أدرك أن هذا يبدو مستقبليًا إلى حد بعيد ، لكنني أعتقد أن هذا هو المكان الذي نتجه إليه ، عاجلاً وليس آجلاً ، وكان هذا المؤثر النهائي هو الخطوة الأولى المطلوبة.”

قبل تصميم المستجيب النهائي، أجرى الباحث الرئيسي ماجني حسين، طالب درجة الدكتوراه في قسم الهندسة الزراعية والبيولوجية، سلسلة من اختبارات ديناميات إزالة الفاكهة لتحديد القوى المطلوبة للتخفيف الآلي، باستخدام السحب أو الجذع.

طرق التقطيع على ثلاثة أصناف مختلفة من التفاح، وتم إنجاز العمل في مركز أبحاث وإرشاد الفاكهة بولاية بنسلفانيا في بيجليرفيل ، في جنوب وسط ولاية بنسلفانيا.

بعد اكتشاف أن إزالة الفاكهة باستخدام طريقة السحب نتج عنها زيادة في حدوث انفصال جذع حافز – والذي يمكن أن يترك جرحًا يؤثر على الثمار المجاورة في عنقود – قام حسين ببناء نموذج أولي لفاعلية قطع الساق وأجرى اختبارات ميدانية واسعة النطاق.

لقد اختبر اثنين من تكوينات النموذج الأولي للمستجيب النهائي، أحدهما يضع المستجيب النهائي على شريط محمول باليد ؛ الآخر يدمج المستجيب النهائي مع مناور آلي.

أفاد الباحثون مؤخرًا في مجلة الجمعية الأمريكية للمهندسين الزراعيين والبيولوجيين أن معدلات نجاح إزالة الفاكهة الخضراء لجميع تجارب النموذج الأولي للمستجيب النهائي تجاوزت 90٪. أظهر ربط المستجيب النهائي بالمناور الآلي إمكانات نظام الفاكهة الخضراء الروبوتية لإزالة الفاكهة في مواقع واتجاهات مختلفة. اقترح الباحثون أن ترقق الفاكهة الخضراء الروبوتية يمكن أن يكون انتقائيًا مثل التخفيف اليدوي.

يتطلع حسين وهو بالفعل إلى المرحلة التالية من البحث والعمل معقد، يعمل حسين الآن على مكون الرؤية الآلية للنظام الآلي ككل، “في محاولة لتصميمه من الألف إلى الياء، إذا جاز التعبير”، على حد قوله، وأقر بأن التحدي كبير ، لأنه لكي يعمل نظام الرؤية هذا، هناك العديد من المكونات التي يجب مراعاتها.

قال حسين: “أولاً وقبل كل شيء ، يجب أن يكتشف الفاكهة الخضراء، وقد قمت بتطبيق خوارزمية التعلم العميق في النظام لتمكينه ليس فقط من اكتشاف الفاكهة الخضراء في بيئة الشجرة، ولكن أيضًا إنشاء أقنعة البكسل الخاصة بهم”، “وبعد ذلك ، علاوة على اكتشاف الفاكهة، أقوم أيضًا بإدخال خوارزمية تسمح لها باكتشاف اتجاه الفاكهة، لأنه عندما تحاول إزالة الفاكهة الخضراء، فإن معرفة توجهاتها أمر مهم لتوجيه المستجيب النهائي لإزالة الفاكهة”.

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: