استفاده از رباتها در صنعت کشاورزی و باغداری

در سال های نخستین دهه 1830، سایروس مک کورمیک که یک مبتکر کشاورز زاده ویرجینیایی بود، نخستین ماشین دروی مکانیکی جهان را اختراع کرد.او که همیشه شاهد مرارت ها و جراحت های دست و پای پدرش سایر کشاورزان در هنگام دروی غلات بود، تصمیم گرفت تا ماشینی اختراع کند که بتواند به جای چند نفر و با سرعت بیشتری کار کند و کشاورزان را از به کارگیری ادواتی چون داس بینیاز سازد.

ماشین دروی ساخته شده توسط مک کورمیک توسط یک اسب یا گاوی که ماشین را می کشید، به حرکت در می آمد و در مسیر حرکتی خود، غلات را از سا قه قطع می کرد.این ماشین در سال های بعد تکامل پیدا کرد به نحوی که در اواخر قرن نوزدهم ماشین های درویی ساخته شدند که قادر به دسته بندی خوشه های غلات بودند. این پیشرفتها همچنان ادامه پیدا کرد تا امروز که شاهد فعالیت کمباین های غول پیکر و پیشرفته در مزارع هستیم.امروزه یک کشاورز که در اتاقک مجهز به سیستم تهویه هوای مطبوع کمباین مشسته است، می تواند کاری را انجام دهد که در زمان مک کورمیک، چند صد نفر انجام می دادند.

هم اکنون کماین هایی ساخته شدهاند که به وسیله ماهواره ها هدایت شده و قادر به برداشت، تفکیک، دسته بندی و بسته بندی محصولات کشاورزی مختلف هستند.یک کمباین جدید موسوم به "نیوهالند سی آر"رکورد دار برداشت محصول گندم در جهان است.این کمباین 580 هزار دلاری توانسته است 551 تن گندم رافقط طی 8 ساعت درو کند.این رکورد در سال 2008. در یکی از مزارع گندم انگلیس به دست آمد.
با وجود پیشرفت های چشمگیر در زمینه ی خودکارسازی امور کشاورزی در مزارع و کشتزارها، صنعت باغداری و بوته کاری از قلمرو خودکار به دور مانده است به نحوی که هنوز هم برای برداشت محصولات حساسی چون سیب، پرتقال، توت فرنگی، گوجه و... به کارگران فراوان ونیروی دست نیاز هست.

در بسیاری از کشورها به ویژه در کشورهای ثروتمند ومرفه، پیدا کردن تعداد زیادی کارگر برای برداشت چنین محصولاتی، امری دشوار وپر هزینه است.به عنوان مثال، فقط در ایالات کالیفرنیای آمریکا، بیش از 450 هزار نفر که عمدتا از کارگران مهاجر و فصلی هستند، به کار در باغ های میوه و صیفی جات مشغولند که دستمزدهای بسیار بالایی را از کارفرمایان خود طلب می کنند.در کشورهایی مانند ژاپن که از معضل پیر شدن جمعیت رنج می برند و نیروی کار کافی برای انجام چنین فعالیت هایی در اختیار ندارند؛اوضاع به مراتب پیچیده تر و بغرنج تر است.

همان طور که ماشین های مخصوص دروی خودکار موجب متحول شدن صنعت کاشت غلات شدند، روبات ها نیز به زودی صنعت باغداری را دچار دگرگونی و پیشرفت همه جانبه خواهند کرد.امروزه، پژوهشگران و مبتکران در حال کار بر روی روبات هایی هستند که با بازوهای روباتیک بزرگ و کوچک خود می توانند تقریبا هر کاری انجام دهند.ژاپنی ها یک ربات مخصوص برنج کاری طراحی کرده اند که قادر است به مانند یک برنج کار ماهر و با تجربه تمامی عملیات و مراحل کاشت، داشت و برداشت برنج را به بهترین نحو انجام دهد. موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در حال طراحی و ساخت ربات کوچکی است که می تواند در محیط گلخانه، تمام مراحل کاشت و برداشت انواع بوته ها را به صورت کاملا خودکار و برنامه ریزی شده و بدون دخالت انسان انجام دهد.

با این همه باید دانست که خودکار سازی صنعت باغداری با موانع و محدودیت های خاصی روبروست. شرایط آب و هوایی متغیر، وجود عوامل بیرونی پیش بینی نشده مانند حیوانات و آفت های بزرگ، متفاوت بودن اندازه میوه ها، قرار گرفتن میوه ها بین شاخ و برگ درختان و بسیاری از عوامل پیش بینی نشده ومتغیر دیگر موجب می شود تا به کارگیری ربات ها در باغ ها وجالیزها خالی از اشکال و محدودیت نباشد.

با این حال، دانشمندان امیدوارندکه بتوانن با اختراع حسگرهای پیشرفته و نصب آنها بر روی ربات های باغبان، بر قدرت شناسایی و محاسبه آنها بیافزایند و ماشین هایی باهوش تر، ایمن تر و همه فن حریف بسازند.پژوهشگران و مهندسان دانشگاه MIT آمریکا یک سیستم روباتیک فوق پیشرفته طراحی کرده اند وساخته اند که مخصوص پرورش گوجه فرنگی است وبا استفاده از آن می توان تمامی مراحل کاشت برداشت گوجه فرنگی را بدون دخالت مستقیم انسان و در محیط گلخانه اجرا کرد.در این سیستم هوشمند از چند روبات کوچک و برنامه ریزی شده که هر کدام مسئول انجام دادن وظیفه خاصی هستند، استفاده شده است.

هر بوته کاشته شده در محیط گلخانه ای دارای حسگرهای جداگانه ای است که اطلاعات مربوط به این بوته را به رایانه مرکزی ارسال می کند. به عنوان مثال، هنگامی پیامی حاوی خشک و یا کم آب بودن یک بوته توسط حسگر مربوط به رایانه مرکزی فرستاده شود، یکی از ربات های مسئول آبیاری بوته ها ماموریت پیدا می گند تا آب کافی به آن بوته برساند و یا هنگامی که میوه های یک بوته به اندازه کافی رسیده و پخته شوند، ربات مخصوص چیدن گجه ها ماموریت می یابد تا با بازوی مکانیکی خود آن را از بوته جدا و به جای مناسب و از پیش تعیین شده منتقل سازد.

به گفته "دانیلا روسی"، مدیر آزمایشگاه روباتیک در MIT، سیستم های باغبانی خودکار و روباتیک قادر حواهند بود تا علاوه بر بهبود کمیت و کیفیت مراحل پرورش محصولات باغی، سایر متغیرهای موثر در رشد گیاه را نیز تحت کنترل و نظارت در آورند.به عنوان نمونه سیستم های هوشمندی طراحی شده اند که قادرند شرایط خاک و مواد مغذی درون آن، کیفیت تابش نور خورشید و الگوهای رشد گیاهان و محصولات باغی را ثبت و گزارش کنند.

مکانیزه شدن باغداری از راه های گوناگونی قابل دستیابی است و انتخاب هر کدام از این راه ها، بستگی به نوع کار وبازار مصرف محصولات باغی دارد.به عنوان مثال، برداشت خودکار میوه هایی که قرار است به منظور تولید آب میوه ها مورد استفاده قرار گیرند، با برداشت میوه هایی که قرار است در ویترین مغازه ها و یا بر سر میز پذیرایی منازل قرار گیرند، متفاوت خواهند بود.علاوه بر این، ساخت روبات ها یی که قادر به برداشت میوه های حساسیچن توت فرنگی باشند، بسیار دشوار و پیچیده خواهد بود.

تا کنون تلاش های بسیاری برای طراحی روبات هایی که بتوانند چنین کارهای ظریفی را درست مانند انسان انجام دهند، با شکست مواجه شده است و همین مسئله موجب شده است تا پرورش دهندگان توت فرنگی در سرتاسر جهان هنوز از نیروی دست برای برداشت توت فرنگی استفاده کنند، امری که موجب پر هزینه شدن پرورش این میوه خوشمزه و در نتیجه، افزایش بهای تمام شده ی آن در بازارهای جهانی شده است.

با این حال، پژوهشگران ژاپنی در دانشگاه میازاکی کیوتو نمونه اولیه روباتی را ساخته اند که می تواند با انگشتان ظریف و انعطاف پذیری که دارد، آن دسته از توت فرنگی هایی را که بنا به تشخیص حسگرهای چشمی و حرارتی پیشرفته اش، رسیده و آماده ی چیدن شناسایی شده اند، با لطافت تمام بچینند. البته این ربات از نظر سرعت عمل به هیچ عنوان با دست انسان قابل مقایسه نیست، اما می تواند تمام مدت شبانه روز به کار بپردازد و توت فرنگی های چیده شده به صورت گاملا مرتب در بسته های از پیش آماده شده قرار دهد.

اگر چه در بسیاری کشورها حتی کشورهای پیشرفته و ثروتمند جهان، استقبال عمومی از روبات های باغدار چندان مطلوب و چشمگیر نبوده وبسیاری از کشاورزان در برابر استفاده از این روبات ها مقاومت می کنند، اما به یاد داشته باشیم که ماشین دروی اختراع شده توسط مک کورمیک نیز در ابتدا با تمسخر و مخالفت شدید کشاورزان ویرجینیایی مواجه شد، اما خیلی زود توانست جای خود را در قلب کشاورزان سراسر جهان باز کند و فرزندان و نوادگانی چون تراکتور و کمباین های امروزی را به وجود آورد.