Tarımda otomasyonla ilgili en son teknolojilerde birçok ilerleme kaydedilmiştir. Bu tarımda otomasyona yönelik gelişmeler, hassas tarım uygulamalarında yeni teknolojilere odaklanan hassas tarımda otomatik ekim ve hasat için öneriler olarak iki bölümde ele alınabilir.
Hassas tarımda otomasyon
Hassas tarım olarak da bilinen bir tarım türü, tarımsal üretimin tüm yönleriyle ilişkili mekansal ve zamansal değişkenliği yönetmek için çeşitli tekniklerin uygulanmasına dayanan bir çiftlik yönetimi konseptidir. Temel amacı, mahsul performansını ve çevre kalitesini iyileştirmektir. Hassas tarım metodolojilerini uygularken elde edilen ekonomik ve çevresel faydaları doğruladı. Ancak akademik araştırmalar ve profesyonel raporlar, bu teknolojilerin benimsenme oranının düşük kaldığını gösteriyor.
Ayrıca, hassas tarımı eksiksiz bir kavram olarak kullanmak yerine, rapor edilen uygulamaların çoğu bu teknolojileri belirli ihtiyaçları çözmek veya çiftçilerin bilgisindeki önemli boşlukları doldurmak için kullanıyor. Ayrıca, agronomistler korunan alanların geliştirilmesinde öncü bir rol oynamasına rağmen, mühendisler korunan alan uygulamalarını hayata geçirmek için gerekli teknolojileri sağlamak için çok çalıştılar. PA’nın mühendislik yenilikleri, sensörlerin, kontrolörlerin ve uzaktan algılama teknolojilerinin geliştirilmesini içerir.
Otonom mobil robotlar, çeşitli saha operasyonlarında kullanılabilir. Büyük miktarda verinin yakalanmasını ve işlenmesini kolaylaştırmak için kullanılabilirler ve yalnızca bireysel tesis düzeyinde değil, aynı zamanda tüm saha düzeyinde çalışmak için gereken yetenekleri sağlayabilirler. Dikim, tohumlama, ilaçlama, arama, gübreleme, sulama ve hasat için kullanılacak olan ve ileride hizmete açılabilecek otonom platformlar bu kapsamda çalışmalardır. Hassas tarımda en yaygın kullanılan robotik teknoloji, araç yönlendirme ve otomatik yönlendirme sistemleridir. Bunun nedeni, ek bileşen entegrasyonuna veya karar destek sistemlerine ihtiyaç duymadan ekonomik faydaların kolayca elde edilebilmesidir. Bununla birlikte, özellikle uzaktan algılama, sensörlerin ve kontrolörlerin geliştirilmesi ile ilgili diğer teknolojiler, agronomistleri ve mühendisleri bir araya getiren ekipler tarafından kullanılmaktadır.
Ekim ve hasat alanında otomasyon
Hizmet robotları bakış açısıyla, tarımsal mekanizasyonun uygulanması ve mevcut teknolojilerin ve büyük ölçekli amaçlar için sınırlamaların değerlendirilmesi için çalışmalar yapılmıştır. Çalışma, tarla ve ekin haritalama, toprak örnekleme, mekanik tohumlama ve biçerdöverler için tarım robotlarında artan teknolojik ilerleme düzeyini göstermektedir. Aynı yaklaşım, mekanize tarım makinelerinin gelecekteki yönelimlerini ve potansiyel olarak benimsenmesini göstermektedir. Bu çalışmanın sonuçları, en yüksek iş yükü operasyonlarını (sürme, ekim ve hasat) azaltmak için otonom ve yarı otonom sistemlere artan bir ilgi olduğunu göstermektedir.
Tohumlama ve hasat robotlarının artan gelişimini desteklemek için, ilgili senaryolarda otonom mobil robotu çalıştırmak için yeni stratejiler önerilmiştir. Seralarda robotik navigasyona yönelik yaygın tekniklerin küçük bir incelemesini yapıyor ve makine öğrenimine dayalı bir metodoloji öneriyor. Ekim, dikim ve hasat süreçlerinde manipülasyon görevlerinin önemi göz önüne alındığında, manipülatörün eylem stratejisi de birkaç yazar tarafından tartışılmıştır. Ancak, genellikle yol planlama algoritmalarını belirtmezler; En yaygın teknik, konum tabanlı kontrol ve görsel geri besleme kontrolü ile son yanıtlayıcının istenen konuma doğrudan kaydırılmasıdır.
Görev planlama stratejileri birkaç araştırmacı tarafından incelenmiştir. Genellikle, biçerdöverin görevi, geri kalanını hasat etmek için gerekli planlamadan kaçınarak bir meyveyi toplamakla sınırlıdır. Bununla birlikte, soruna iki yönden bakılabilir: kapsama yolunun bir sahnedeki tüm meyveleri toplayacak şekilde planlanması veya bir meyveden diğerine geçiş süresinin kısaltılması. Bariyer tespiti ve önleme, eşit derecede az sayıda yazar tarafından incelenmiştir. Yol planlama algoritmalarına ek olarak, engel tanıma sayesinde çözüme büyük bir karmaşıklık eklenir. Birçok yaklaşım, uç efektördeki çarpışma sensörlerini kullanan engel algılamaya dayanır.
Seralarda otomatik faaliyetler için teknolojilerin kullanımına ilişkin bir inceleme, çevresel ölçümler için kablosuz sistemlerin artan uygulamalarını göstermektedir. Ayrıca çalışma, çok sayıda araştırma çalışmasının meyve toplama ve ayıklama için robotik sistemler geliştirmeye yönelik olduğunu göstermektedir. Ayrıca araştırma topluluğu, meyve tanıma için sağlam teknikler geliştirmek için çok çaba sarf etmiştir; Ayrıca, ticari bir uygulamaya geçmek için yetiştirme ve hasat robotlarının toplama yeteneklerinin geliştirilmesine büyük ihtiyaç vardır.
Görme kontrolü tekniklerinin ve bunların meyve veya sebze hasat robotlarındaki potansiyel uygulamalarının gözden geçirilmesi Meyve tanımlama ve lokalizasyonu, yazarlar tarafından incelenen en yaygın sorundur. Meyve olgunluğunu belirlemek gibi, birçok yaklaşım da renk ve şekil tanımaya ek olarak RGB kameralara güvenir. Bu tür bir teknoloji ile daha fazla bilgi elde edilebilse de, multispektral yıldırım konusunda çok az çalışılmıştır. Bir sonraki karmaşıklık seviyesi, üç boyutlu uzayda meyvenin konumunu hesaplamak için stereoskopik görüş ve LIDAR sistemlerinin uygulanmasını içerir.
Bu amaca ancak robotik sistemlerin çeşitlendirilmesi ve uzmanlaşması ile ulaşılabilir. Hasat işlerinde daha iyi sonuçlar elde etmek için daha yeni ve daha hassas sensörlere ihtiyaç vardır. Araştırmacılar, yarı otomatik veya tam otomatik hasatta kullanılan modern sensör sistemlerini inceliyorlar. Araştırmaları, farklı türdeki teknolojileri entegre etmenin ve sensörleri entegre etmenin meyve tanıma ve yerelleştirme faaliyetlerinde doğruluğu nasıl artırabileceğini gösteriyor.
Son yıllarda robotlar tarımda kendine yer buldu. Bu bölümde ana uygulama alanları (hassas tarım, seracılık, tohumlama ve hasat) ele alınmakta, bu uygulamalarda kullanılan hava, toprak ve özel robotlar analiz edilmekte ve hassas tarım ve seracılık ile ilgili iki araştırma projesi anlatılmaktadır. Bu bölümlerin ana bulguları aşağıda özetlenmiştir.
Hassas tarım, ekinlerin mekansal ve zamansal çeşitliliği hakkında fikir edinmek için birden fazla teknik uygulamaya çalışır. Diğer teknolojilerin yanı sıra, tarlaların haritalarını oluşturmak ve yabani otları veya sulamadaki eksiklikleri tespit etmek için havadan robotların kullanılması ve bitkilere hassas işlemler uygulamak için yer robotlarının kullanılması dikkate değerdir. Ek olarak, sera tarımı, mahsul koşullarını kontrol etmek ve bitki sulama ve ilaçlama için önemli olan çevresel değişkenleri izlemek gibi çeşitli görevleri yerine getiren robotları içerir. Son olarak, tohumlama ve hasat için robotların kullanımı gelişimin erken bir aşamasında olmasına rağmen, bir dizi algılama, konumlandırma ve kavrama teknolojisi geliştirilmiştir.
Tarımda en yaygın kullanılan robotlar dronlar ve UGV’lerdir. Hava robotları genellikle yükseklikten yararlanarak tarlalar hakkında bilgi almak için uygulanmaktadır. İlk tarımsal hava robotları sabit kanatlı dronlar olsa da, günümüzde esneklikleri nedeniyle çok rotorlu robotlar daha popüler hale geliyor. Öte yandan, ekinleri etkilemek için genellikle yer robotları kullanılır. En yaygın konfigürasyonlar tekerlekli ve paletli robotlardır ve daha ilgili konulardan bazıları konum seçimi ve navigasyon algoritmalarıdır. Bununla birlikte, küresel veya biyolojiden ilham alan robotlar ve tek robotların ötesine geçebilen çok robotlu sistemlerin kullanımı gibi diğer tasarımlar da ilgi çekicidir.
Tarımda robotik uygulamalarını ele alan iki farklı projeyi tanımlar. RHEA projesi, tarlalardaki yabani otları bulmak için rüzgar robotlarını ve bunlara yerel tedaviler uygulamak için yer robotlarını kullanıyor. Ayrıca, diğer proje çevresel değişkenlerin ölçümlerini yapmak için seralarda yer ve hava robotlarını tanıtıyor. Bu deneyimler, robotların duyusal ve operasyonel sistemler olarak potansiyeli, yapılandırılmamış navigasyonun zorlukları, heterojen filolarla işbirliğinin gücü ve robot otonomisinin sınırlamaları dahil olmak üzere bir dizi ders alınmasını gerektirir.
kaynak:
plugandplaytechcenter.com/resources/how-automation-transforming-farming-industry/
nifa.usda.gov/topic/agriculture-technology
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın