چکیده:
ظهور تکنولوژی موجب تغییر در شیوه تهیه و آماده سازی غذای شما شده است. بعضی کشاورزان شروع به بهره گرفتن از پهباد یا همان هواپیمای روباتیک به منظور برنامه‌ریزی برای زمینها، محصولات و تهدیدات محصولی (از جمله آفات و بی‌آبی مفرط) کرده‌اند. بزودی روزی فراخواهد رسید که رباتها همچنین امکان برداشت محصول، انتقال آن به بازار و فراتر از آن را بدست می‌آورند.

تعداد کلمات: 1180     / زمان تقریبی مطالعه: 6 دقیقه

مترجم: رزیتا ملکی‌زاده

دانه یا تخم گوجه فرنگی را تصور کنید که درون زمین می‌کاریم. سپس رشد کرده و بزرگ می‌شود. هفته‌ها و ماه‌ها بعد، این دانه تبدیل به گیاهی می‌شود که بر روی آن گوجه فرنگی‌های رسیده فراوانی رشد کرده است. شخصی گوجه‌ها را چیده و بسته بندی می‌کند. شخصی دیگر جعبه‌های گوجه فرنگی را برای فروش به سوپرمارکتها یا رستورانها انتقال می‌دهد. سپس آشپز یکی از آنها را برداشته، خرد کرده و درون سالاد استفاده می‌کند.

امروزه این فرایند، یک تکنولوژی بسیار سطح پایین به حساب می‌آید. قطعاً ماشین آلات گوناگونی در این کار دخیلند، اما دستگاه‌های خودکار چطور؟ در پاسخ بایستی گفت که نیروی انسانی هنوز هم بازیگران کلیدی در هر مرحله از کار به شمار می‌رود. اما بزودی این امر ممکن است تغییر کند.

به گفته دان استریت مدیر کمپانی Abundant Robotics ‎ در کالیفرنیا: «تکنولوژیهای مهمی در حال ظهور بوده که تا 10 سال آینده هریک از بخشهای کشاورزی را کارآمدتر، پربارتر و به یاری خدا سالمتر و ارزان‌تر می‌سازند.»

به عبارت دیگر، رباتها به طور فزاینده‌ای نقشهای تولید و آماده سازی غذای ما را در اختیار خواهند گرفت.

با گذشت زمان این امکان وجود دارد که تمام چرخه غذایی به صورت خودکار انجام شود. حتی اکنون، رباتها یا همان دستگاه‌های خودکار به کشاورزان کمک می‌کنند. برخی از آنها میوه، سبزی و دانه را به شیوه‌ای کارآمدتر پرورش داده و بزودی محصولات را با سرعت بیشتری برداشت خواهند کرد. برخی انبارهای غذایی همین حالا نیز مجهز به ماشینهای بدون نیاز به راننده هستند. رباتها حتی کمک خواهند کرد که این مواد غذایی درون بشقابهای ما قرار گیرند. هدف ایجاد راهی است که مواد غذایی سریعتر، آسان‌تر و کارآمدتر تولید و آماده سازی شوند.

کاشت بذر در زمین
هر زمین کشاورزی دارای قسمتهایی است که طبیعتاً نسبت به بخشهای دیگر کمتر حاصلخیز می‌باشند. زمین‌ کشاورزی همچنین ممکن است مسطح نبوده و دارای نواحی برآمده یا فرو رفته باشد. حتی ممکن است چاله یا گودال در آن وجود داشته باشد. شخم زدن تا حدی و نه به طور کامل زمین را مسطح می‌سازد. چنانچه نهر یا جوی آب از میان زمین کشاورزی بگذرد، همواره زمین کنار آن جوی برای پرورش گیاه سخت یا غیر ممکن خواهد بود. همچنین کیفیت خاک در سرتاسر یک زمین متفاوت است.

تمام این موارد می‌تواند بر میزان تولید و کیفیت ماده غذایی تأثیر گذارد. و مقدار مواد غذایی تولید شده بر مقدار سود دریافتی کشاورز تأثیر می‌گذارد.

ریاضیات به کشاورزان کمک می‌کند میزان بذر برای کاشت و مکان کاشت را محاسبه نمایند. اما زمین نیز با گذشت زمان تغییر می‌کند، بنابراین این محاسبات بایستی هر ساله بارها و بارها انجام شوند.

تئو پیستوریوس رئیس کمپانی DroneClouds در جنوب آفریقا است.  شرکت او یکی از هزاران کمپانی است که از پهباد جهت کمک به کشاورزان به منظور اطلاع از مکان کاشت محصول استفاده می‌کند. پهباد در اصطلاح به هواپیماهای بدون سرنشین و کنترل از راه دور و به عبارتی یک ربات پرنده گفته می‌شود. پهبادی که این کمپانی استفاده می‌کند دارای پنج دوربین است. پیستوریوس عنوان می‌کند که هر دوربین در اصل همانند دوربین بکار رفته بر روی یک آیفون است اما نه یک آیفون معمولی، به طوریکه هر یک از آنها به مثابه یک آیفون هوایی بسیار تخصصی همراه با یک دوربین بسیار تخصصی کالیبراسیون می‌مانند. مهندسین پیش از ساخت یک ربات، طرحی از آنچه این ربات به نظر خواهد رسید را ترسیم می‌کنند.

همانطور که پهباد به پرواز درمی‌آید، دوربینهای آن تصاویری از زمین را ثبت می‌کنند. این تصاویر اندازه زمین کشاورزی و پستی و بلندی‌های مختلف آن را نشان می‌دهند. آنها همچنین تغییرات خاک و هر گونه مشکلات آبیاری را آشکار می‌سازند و حتی نشان می‌دهند در چه ناحیه‌ای آفات و قارچ‌ها ممکن است ایجاد مشکل کنند.

آنگاه کمپانی DroneClouds‎ با انجام عملیاتی بر روی این تصاویر، نقشه‌ای از زمین و آنچه در آن رشد می‌کند را تهیه می‌کند. پیستوریوس توضیح می‌دهد: «سپس به منظور درک بهتر کشاورزان، تجزیه و تحلیل‌هایی بر روی آن صورت می‌دهیم». به عنوان مثال چنانچه تصاویر از باغ درخت سیب باشد، ممکن است نگاه آنها به نحوه رشد درختان باشد. آنها نشان خواهند داد که در چه قسمتی علفهای هرز بلند ممکن است موجب به مخاطره افتادن یک درخت جدید شوند.

جهت مشخص ساختن مشکلات، کارشناسان و تحلیلگران این تصاویر را با سایر محصولات مشابه مقایسه می‌کنند. به گفته پیستوریوس این کار مانند مسابقه دو می‌ماند به گونه‌ای که امروز خود را با اوایل فصل مقایسه می‌کنید. این کار به شما اجازه می‌دهد میزان پیشرفت خود را بسنجید. دوندگان همچنین موقعیت خود را با سایر دوندگان مقایسه می‌کنند. بدین ترتیب کشاورزان تصاویر گرفته شده از زمین خود را با سایر تصاویر متعلق به کشاورزان دیگر مقایسه می‌نمایند.

برداشت محصول
پیش از این عنوان شد که گیاه کوچک رشد کرده و خورشید هر روز طلوع و غروب می‌نماید. گاهی بارندگی وجود دارد و در آخر، وقت برداشت محصول فرامی‌رسد. و رباتها و ماشینهای خودکار در این امر به کار گرفته می‌شوند.

شرکتAbundant Robotics ‎  به مدت دو سال است که بر روی رباتی جهت برداشت میوه سیب کار می‌کند. البته شاید به نظر رسد  چیدن سیب کار آسانی باشد و صرف دو سال برای این پروژه طولانی باشد اما بایستی بگوییم که این کار برای ربات کار راحتی به حساب نمی‌آید.

به منظور درک سختی کار میوه چینی توسط ربات اجازه دهید روند انجام این کار را به تفکیک توضیح دهیم. شما هنگامی که یک سیب  را بر روی درخت می‌بینید، چشمانتان پیامی به مغز ارسال می‌کند. مغز اطلاعات مربوط به پیام، از جمله رنگ سیب و مکان آن بر روی درخت را پردازش می‌کند. شما به طور غیرارادی رسیده بودن سیب برای برداشت را درک خواهید کرد. آنگاه مغز به دستان شما فرمان چیدن آن را از درخت صادر می‌کند. چیدن یک سیب حتی برای یک کودک نیز کار آسانی است. اما این کار آسان سابق بر این برای رباتها غیر ممکن می‌آمد.

چیدن یک سیب به سرعت انجام می‌شود. اما اگر نیاز به برداشت میوه‌های یک باغ باشد زمان بسیار بسیار طولانی لازم است. به همین دلیل است که مردم به دنبال کمک گرفتن از رباتها هستند. در صورت در اختیار داشتن ربات، کشاورزان قادر خواهند بود درختان بیشتری کاشته و دیگر نگران آن نخواهند بود که بخشی از محصول آنها به دلیل کمبود وقت خراب می‌شود.

نخستین مشکلی که در این امر، روباتیک بایستی راه حلی برای آن می‎‌یافت، بدست آوردن سیگنالهای درست بود. نداشتن یک جفت چشم تیزبین، انجام بسیاری از کارها را سخت خواهد کرد. از این رو شرکت روباتیک مجبور بود که ربات خود را به یک «جفت چشم برتر» مجهز سازد. این سیستم و چگونگی اتصال آن به مغز ربات را دید کامپیوتری گویند. دید کامپیوتری به ربات کمک کرده «تمام سطح سیب» را ببیند علاوه بر آن اندازه، رنگ و وزن آن را تخمین بزند. حتی می‌تواند هرگونه خرابی در میوه را ارزیابی نماید.

یک ربات حتی با داشتن چشمانی عالی باز هم بایستی می‌آموخت که چگونه بدون آسیب رساندن به سیب آن را بچیند. محکم گرفتن و چیدن سیب ممکن است به میوه و حتی درخت آسیب رساند. بنابراین ربات بایستی مهارتهای حرکتی و بینایی خود را با یکدیگر هماهنگ سازد. ربات بایستی در یک لحظه رسیده یا کال بودن میوه را تشخیص دهد. توسعه چنین تکنیک‌هایی برای کشاورزی نیاز به صبر و حوصله فراوانی دارد.
گرچه هنوز رباتها در تمام بخشهای فرایند کاشت، داشت و برداشت حضور ندارند اما بزودی این اتفاق رخ خواهد داد. این امر فرایند تولید مواد غذایی را خوشایندتر خواهد ساخت.

برگرفته از سایت Science News for Students