موضوع مقاله: ربات کشاورزی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ربات کشاورزی | مقدمه: با ظهور بیشتر رباتها و پهپادها، کاربردهای بیشتری مانند کنترل علفهای هرز، باروری ابرها، کاشت دانه‌ها، برداشت محصول، نظارت محیطی و آنالیز خاک به این حیطه اضافه گردیده‌است. | ## بخش 1: ربات کشاورزی | کاربردهای نوظهور ربات‌ها یا پهپادها در کشاورزی شامل کنترل علف‌های هرز، کاشت بذر، برداشت محصول، پایش محیطی و تحلیل خاک می‌شود. بر اساس گزارش تحقیقات بازار تأییدشده، پیش‌بینی می‌شود بازار ربات‌های کشاورزی تا سال ۲۰۲۵ به ۱۱٫۵۸ میلیارد دلار برسد. کلیات ربات‌های چیدن میوه، تراکتورها/سمپاش‌های بدون راننده و ربات‌های پشم‌چینی گوسفند برای جایگزینی نیروی کار انسانی طراحی شده‌اند. در بیشتر موارد، عوامل زیادی (مانند اندازه و رنگ میوه‌ای که باید چیده شود) باید قبل از شروع یک کار در نظر گرفته شوند. ربات‌ها می‌توانند برای سایر وظایف باغداری مانند هرس، وجین، سمپاشی و غیره استفاده شوند. علاوه بر وظیفه فیزیکی، بسیاری از ربات‌ها ممکن است حسگرهایی داشته باشند که داده‌هایی را جمع‌آوری می‌کنند که ممکن است بعداً برای نظارت بر جنبه‌های مختلف محصول، مانند سلامت آن، کنترل آفات و بیماری‌ها و غیره استفاده شوند. ربات‌ها همچنین می‌توانند در کاربردهای دامداری (رباتیک دامی) مانند دوشش خودکار، شستشو و اخته کردن استفاده شوند. چنین ربات‌هایی مزایای زیادی برای صنعت کشاورزی دارند، از جمله کیفیت بالاتر محصولات تازه، هزینه‌های تولید کمتر و کاهش نیاز به نیروی کار دستی. همچنین می‌توان از آن‌ها برای خودکارسازی وظایف دستی، مانند سمپاشی علف‌های هرز استفاده کرد، جایی که استفاده از تراکتورها و سایر وسایل نقلیه operated توسط انسان برای اپراتورها بسیار خطرناک است. طراحی‌ها به طور کلی، طراحی مکانیکی شامل یک اند افکتور، مانیپولاتور و گیرنده می‌شود. عوامل متعددی باید در طراحی مانیپولاتور در نظر گرفته شوند، از جمله وظیفه، کارایی اقتصادی و حرکات مورد نیاز. برای مثال، طراحی رباتی که علف‌کش پخش می‌کند، کمی با رباتی که گاوها را می‌دوشد مشترک دارد. اند افکتور یک اند افکتور در ربات، وسیله‌ای است که در انتهای بازوی رباتیک یافت می‌شود و برای عملیات مختلف کشاورزی استفاده می‌شود. در یک عملیات کشاورزی مربوط به انگور در ژاپن، اند افکتورهایی برای برداشت، نازک‌کردن توت‌ها، سمپاشی و بسته‌بندی توسعه یافتند. طراحی‌های زیر، اگرچه در آزمایشگاه و آزمایش‌های مزرعه کارآمد ثابت شده‌اند، هنوز به صورت تجاری applied نشده‌اند. برای مثال، اند افکتورهای مورد استفاده برای برداشت برای گرفتن، برش و هل دادن خوشه‌های انگور طراحی شده بودند. نازک کردن توت عملیات دیگری است که روی انگورها انجام می‌شود و برای افزایش ارزش بازار انگورها، افزایش اندازه انگورها و تسهیل فرآیند خوشه‌بندی استفاده می‌شود. برای نازک کردن توت، یک اند افکتور از یک قسمت بالایی، میانی و پایینی تشکیل شده است. | ## بخش 2: ربات کشاورزی | دو صفحه انگورها را فشرده می‌کنند تا شاخه‌های محور خوشه را قطع کرده و خوشه انگور را استخراج کنند. قسمت میانی شامل یک صفحه از سوزن‌ها، یک فنر فشاری و صفحه دیگری است که سوراخ‌هایی در سطح خود دارد. سپس، قسمت پایینی دارای یک دستگاه برش است که می‌تواند خوشه را برای استاندارد کردن طول آن ببرد. برای سمپاشی، اند افکتور شامل یک نازل اسپری است که به یک مانیپولاتور متصل شده است. در عمل، تولیدکنندگان می‌خواهند مطمئن شوند که مایع شیمیایی به طور یکنواخت در سراسر خوشه توزیع شده است. بنابراین، طراحی با حرکت نازل با سرعت ثابت و حفظ فاصله از هدف، توزیع یکنواخت مواد شیمیایی را ممکن می‌سازد. در فرآیند بسته‌بندی، فیدر بسته از شکاف‌هایی تشکیل شده است که به طور مداوم بسته‌ها را در حرکتی بالا و پایین به انگشتان می‌رسانند. در حالی که بسته به انگشتان تغذیه می‌شود، دو فنر برگ که در انتهای بالایی بسته قرار دارند، بسته را باز نگه می‌دارند. این کار فنرهای برگ را می‌بندد، که بسته را مهر و موم کرده و از باز شدن مجدد آن جلوگیری می‌کند. بنابراین، طراحی معمولاً شامل دو انگشت مکانیکی است که هنگام انجام کار خود قادر به حرکت همزمان هستند. برای مثال، در روشی که نیاز به برش گیاهان برای برداشت داشت، گیرنده به یک تیغه تیز مجهز شد. مانیپولاتور مانیپولاتور به گیرنده و اند افکتور اجازه می‌دهد تا در محیط خود حرکت کنند. مانیپولاتور از پیوندهای موازی چهار میله‌ای تشکیل شده است که موقعیت و ارتفاع گیرنده را حفظ می‌کند. عملگرهای پنوماتیک موتورهایی هستند که با تبدیل هوای فشرده به انرژی، حرکت خطی و دورانی تولید می‌کنند. عملگر پنوماتیک به دلیل نسبت توان به وزن بالای آن، مؤثرترین عملگر برای ربات‌های کشاورزی است. مقرون به صرفه‌ترین طراحی برای مانیپولاتور، پیکربندی عملگر تکی است، اما این گزینه کمترین انعطاف را دارد. توسعه اولین توسعه رباتیک در کشاورزی به اوایل دهه ۱۹۲۰ بازمی‌گردد، زمانی که تحقیقات برای ادغام راهنمایی خودکار وسیله نقلیه در کشاورزی آغاز به شکل‌گیری کرد. این تحقیق منجر به پیشرفت‌های بین دهه‌های ۱۹۵۰ و ۶۰ در وسایل نقلیه کشاورزی خودکار شد. | ## بخش 3: ربات کشاورزی | با این حال، این مفهوم کامل نبود، زیرا وسایل نقلیه هنوز به یک سیستم کابل برای هدایت مسیر خود نیاز داشتند. سایر توسعه‌ها در طول سال‌ها شامل برداشت پرتقال با استفاده از یک ربات در فرانسه و ایالات متحده بود. در حالی که ربات‌ها برای دهه‌ها در محیط‌های صنعتی سرپوشیده گنجانده شده‌اند، ربات‌های فضای باز برای استفاده در کشاورزی پیچیده‌تر و دشوارتر برای توسعه در نظر گرفته می‌شوند. این به دلیل نگرانی‌های ایمنی، بلکه به دلیل پیچیدگی چیدن محصولات تحت تأثیر عوامل محیطی مختلف و غیرقابل پیش‌بینی است. تقاضا در بازار نگرانی‌هایی در مورد میزان نیروی کار مورد نیاز بخش کشاورزی وجود دارد. به طور مشابه، ایالات متحده در حال حاضر به تعداد زیادی کارگر مهاجر وابسته است، اما بین کاهش کارگران مزرعه فصلی و افزایش تلاش‌های دولت برای توقف مهاجرت، آن‌ها نیز قادر به برآوردن تقاضا نیستند. مشاغل اغلب مجبور می‌شوند محصولات را به دلیل عدم توانایی در چیدن همه آن‌ها تا پایان فصل بپوسانند. علاوه بر این، نگرانی‌هایی در مورد جمعیت رو به رشدی وجود دارد که در سال‌های آینده نیاز به تغذیه دارند. به همین دلیل، تمایل زیادی برای بهبود ماشین‌آلات کشاورزی برای مقرون به صرفه‌تر و قابل دوام کردن آن برای استفاده ادامه‌دار وجود دارد. کاربردها و روندهای فعلی بسیاری از تحقیقات فعلی به سمت وسایل نقلیه کشاورزی خودکار ادامه می‌یابد. این تحقیق بر اساس پیشرفت‌های انجام شده در سیستم‌های کمک راننده و خودروهای خودران است. در حالی که ربات‌ها قبلاً در بسیاری از مناطق کار مزرعه کشاورزی گنجانده شده‌اند، هنوز تا حد زیادی در برداشت محصولات مختلف отсут دارند. این با توسعه ربات‌هایی توسط شرکت‌ها برای انجام وظایف خاص‌تر در مزرعه شروع به تغییر کرده است. بزرگترین نگرانی در مورد ربات‌های برداشت محصول، برداشت محصولات نرم مانند توت فرنگی است که به راحتی می‌تواند آسیب ببیند یا کاملاً از دست برود. به گفته گری ویشناتزکی، بنیانگذار مشترک Harvest Croo Robotics، یکی از چیننده‌های توت فرنگی آن‌ها که در حال حاضر در فلوریدا در حال آزمایش است، می‌تواند "یک مزرعه ۲۵ هکتاری را تنها در سه روز بچیند و یک خدمه حدود ۳۰ کارگر مزرعه را جایگزین کند". ربات‌های مدرن قادر به برداشت سیب با نرخ یک عدد در هر پنج تا ده ثانیه هستند در حالی که انسان به طور متوسط با نرخ یک عدد در ثانیه برداشت می‌کند. نگرانی‌های فزاینده‌ای در مورد جمعیت رو به رشد و کاهش نیروی کار موجود برای تغذیه آن‌ها وجود دارد. | ## جمع‌بندی | AgriData در حال حاضر در حال توسعه فناوری جدیدی برای انجام این کار و کمک به کشاورزان برای تعیین بهتر بهترین زمان برای برداشت محصولات خود با اسکن درختان میوه است.