تطبيقات وتحديات الروبوتات الزراعية

غالبًا ما يُشار إلى سبب الحاجة إلى تطوير صناعة الروبوتات على أنه نقص في القوى العاملة. ومع ذلك، فإن السبب الأساسي لتطوير الروبوتات هو تحرير الناس من البيئات العملية القاسية. على سبيل المثال، في حرارة الصيف الشديدة، حيث يمكن أن تصل درجات الحرارة في البيوت الزراعية إلى 60 درجة مئوية، يصبح من الضروري استبدال العمالة البشرية بالروبوتات، بغض النظر عن مدى تعقيد العمل. هذه ضرورة محورية تركز على الإنسان.

الزراعة نظام معقد يتضمن العديد من المراحل، حتى في الزراعة البسيطة للمحاصيل، مثل البذر، ورعاية الشتلات، وزراعة النباتات، والري، وإزالة الأعشاب الضارة، والرش، والتقليم، والتطعيم، والتلقيح، والتخفيف، والحصاد، والنقل، والتخزين. يجب أن تتم معالجة كل من هذه المراحل تدريجياً بواسطة الروبوتات.

الاتجاهات الحالية في تطوير الروبوتات الزراعية

1. تركز المؤسسات البحثية حاليًا على مرحلة الحصاد، التي تتطلب حل ثلاث مشكلات رئيسية: تحديد هدف الحصاد، تحديد موضع القطع، وتنفيذ عملية الحصاد. يتطلب التعرف على الهدف تقنية التعرف على الصور، وهو ما يتماشى مع الاتجاه الحالي في الذكاء الاصطناعي، مما يسهل الحصول على التمويل. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر الحصاد بسيطًا نسبيًا مقارنة بالمهام مثل الحرث، التي تتطلب قوة كبيرة وتواجه ظروفًا تحت الأرض معقدة.

التحديات المشتركة في الروبوتات الزراعية

1. التكلفة: يجب تقليل التكلفة لتتناسب مع تكلفة الآلات الزراعية العادية. في الوقت الحالي، يمكن أن تكلف الروبوتات الزراعية الواحدة مئات الآلاف من الدولارات، مما يجعلها أغلى من السيارات الفاخرة، مما يقلل من جدواها الاقتصادية. ينطبق هذا بشكل خاص على الروبوتات التي تُستخدم بشكل مكثف لفترات قصيرة وتبقى غير مستخدمة بقية الوقت، مثل روبوتات قطف الشاي. على سبيل المثال، في مناطق إنتاج الشاي، يجب حصاد الشاي الأخضر في غضون 14 يومًا. حتى إذا كان يمكن لكل روبوت أن يحل محل عمل خمسة أشخاص، فسوف يتطلب ذلك عددًا كبيرًا من الروبوتات للعمل المركز.

2. التكيف مع التضاريس المعقدة: التضاريس الزراعية معقدة، بدءًا من المنحدرات المختلفة في المناطق الجبلية وصولًا إلى البيئات المتنوعة في البيوت الزراعية، بما في ذلك التربة الفضفاضة، والأرض الصلبة، والحقول الموحلة، وحقول الأرز. يعد اختيار المنصة المتحركة المناسبة بالفعل مهمة صعبة.

3. معايير الآلات الزراعية والزراعة: بينما الإنتاج الزراعي موحد بشكل عام، إلا أنه شديد التباين في الممارسة العملية. المعايير مثل تباعد النباتات، وتباعد الصفوف، وعمق الزراعة تحتاج إلى التوحيد، وهذا التوحيد له خصائص إقليمية مميزة. تختلف الظروف المحلية، وعند تصميم الآلات الزراعية، من الضروري مراعاة احتياجات المناطق المختلفة بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك، بعض المشكلات لا يمكن حلها بالآلات وحدها وتتطلب حلولًا في مرحلة الزراعة. على سبيل المثال، بدلاً من تطوير روبوت لقطف العنب يمكنه التعامل مع العنب الذي ينمو بزاوية مختلفة، قد يكون من الأفضل زراعة العنب بطريقة تلبي احتياجات الأتمتة لروبوتات القطف. المحاصيل قابلة للتكيف بشكل كبير، وتغييرها غالبًا ما يكون أسهل.

4. الاستقرار: يعتبر التوقيت مهمًا للغاية في الإنتاج الزراعي، ولا شيء يزعج المزارعين أكثر من تعطل الآلات في لحظة حاسمة. يمكن في كثير من الأحيان إصلاح الآلات الميكانيكية التقليدية بسرعة من قبل المزارعين أنفسهم أو محطات الصيانة المحلية، لكن الروبوتات الزراعية تحتوي على دوائر كهربائية وبرامج معقدة قد يصعب إصلاحها محليًا بسرعة. إذا لم يتمكن المصنع من تقديم الدعم في الوقت المناسب، فقد يؤثر ذلك بشكل خطير على جدول الزراعة وتجربة المستخدم.