امروزه به لطف پیشرفت علم رباتیک و دستاوردهایی که در سایه توسعه فناوری های خودکار و هوشمند محقق می شوند، بیش از پیش شاهد ورود ادوات و ماشین آلات رباتیک به حوزه های مختلف کار و زندگی انسان هستیم.

به این ترتیب، ابزار هوشمندی که روزی با هیبت آدم آهنی ها به سوژه داستان ها و قهرمان های اصلی سناریوهای علمی ـ تخیلی بدل شده بودند، اینک در هیاتی متفاوت و با اشکال و کاربردهای متنوع نقش دستیاران ماشینی انسان را ایفا می کنند و قرار است با مسوولیت پذیری و کارایی های افزون ترشان جایگزین نیروی کار متعارف برای طیف گسترده ای از فعالیت ها و مشاغل شوند. در این میان قلمرو کشاورزی نیز از چنین موهبتی بی نصیب نمانده است و انتظار می رود در آینده نزدیک، مزارع و فعالیت های کشاورزی مجهز به نیروی کاری از نوع ربات های خودکار شوند تا هر کاری از برداشت محصول گرفته تا کنترل آفات نباتی را به انجام برسانند.

با این اوصاف، چرخ مزارع تجاری آینده با نیروی کارگران رباتیکی خواهد چرخید و انجام کارهای تخصصی کشاورزی که تا امروز در ردیف وظایف و مشاغل نیروی کار با تجربه به حساب می آمد به واقعیت بدل خواهد شد. تصور کنید ربات ها بخواهند وظیفه حساسی همچون شناسایی، سمپاشی و چیدن بخش های مجزایی از محصول گیاهان را انجام دهند و فراتر از این زمانی را در نظر بگیرید که اهداف کاری ربات های کشاورز محصولاتی نظیر انگور، فلفل و سیب باشد که رنگی به سبزی برگ های پیرامون شان دارند. البته این چشم انداز نویدبخش دور از انتظار نیست و همچنان که گروهی از دانشمندان در قالب پروژه تحقیقاتی شان به این هدف هر چه بیشتر نزدیک می شوند، کارشناسان معتقدند چنین پروژه ارزشمندی از مزایا و منافع بالقوه ای برخوردار است. به عنوان نمونه ربات های خودکار کشاورزی می توانند نیروی کار انسانی را از اثرات زیانبار تماس بدنی با مواد شیمیایی محافظت کنند. چنین پرسنل رباتیکی قادر است از طریق یک سامانه سمپاشی بسیار انتخابی، مصرف آفت کش های یک مزرعه را تا میزان قابل توجه ۸۰ درصد کاهش دهد.

مزیت سودآور دیگری که ربات های کشاورز ارائه می کنند، قابلیت آنها برای عرضه به موقع نیروی کار در بسیاری از مناطق است که در مواقع حساس و مورد نیاز همانند دوره های برداشت محصول دسترسی آسان و کافی به کارگران فصلی ندارند. نکته جالب توجهی که ضمن توسعه ربات های کشاورزی وجود دارد نتایج و دستاوردهای فرعی مسیر تحقیقات آن است. باید در نظر داشت تلاش های محققان برای ارائه ربات هایی که قادر به دیدن، فهمیدن و یادگیری هستند می تواند به حصول کاربردهای گسترده ای در پزشکی، بازی های رایانه ای و حوزه های بیشتر بینجامد. در این میان و در حالی که دانشمندان بیشتر از ۲۰ سال است سرگرم کار و تحقیق در زمینه توسعه ربات هایی برای نیروی کار کشاورزی بوده اند، یک پروژه جدید با اتخاذ رویکردی که بیشتر به فعالیت مغزی توجه دارد پای خود را به معرکه ربات های کشاورز باز کرده است. هدف این پروژه جدید آموزش و تربیت رایانه ها برای نشان دادن رفتارهایی مشابه آدم هاست؛ یعنی سعی کنند مثل انسان ها همچنان که کار می کنند و یاد می گیرند به مقوله انجام کار و بهتر شدن در مشاغل شان نگاه کنند. محققان معتقدند این فناوری هم اکنون مهیاست و می توان شاهد آغاز نفوذ و سرایت آن به بازار بود. به اعتقاد آنها هر چند ممکن است حضور ربات های زارع برای هر مزرعه یا هر زارعی مقدور نباشد، ولی واقعیت حضور آنها ظرف ۵ سال آینده امری قطعی خواهد بود.

در حال حاضر ما شاهد مزارع تجاری مدرنی هستیم که با مزارع معمولی به لحاظ بهره مندی از انواع و اقسام ماشین آلات مدرن کشت و زرع و دامپروری تفاوت فاحشی دارند. چنین مزارع پیشرفته ای پیش از این نیز تراکتورهایی با سامانه هدایت خودکار و ماشین های خودکار شیر دوشی و شخم زنی و کاشت و داشت را به وفور به خود دیده اند. اما واقعیت آن است که تنظیم دقیق و اصطلاحا صفر کردن محتوی برنامه ریزی عملیاتی چنین ماشین آلاتی روی میوه ها و سبزیجات مجزا و اختصاصی، وظیفه ای به مراتب چالش برانگیزتر است، چون محیط خارجی غیرقابل پیش بینی و همواره در حال تغییر است. به عنوان مثال باید توجه داشت که هر جزء محصول از شکل، اندازه، رنگ و موقعیت جهتگیری منحصری برخوردار است و این موضوع به معنای آن است که یک رایانه نمی تواند به نحوی برنامه ریزی شود که صرفا تصویر بخصوصی را جستجو کند. سایه ها و شرایط نوری در طول روز و شب تغییر می کنند و از همین رو منظره متفاوتی از یک هدف مجزا و اختصاصی را تحت شرایط مختلف ایجاد می کنند. به همین ترتیب، میوه های سبز رنگ و سبزیجات می توانند شباهت زیادی به شاخ و برگ ها یا تاک هایی که روی آنها می رویند پیدا کنند.

نکته: در آینده نزدیک، مزارع و فعالیت های کشاورزی مجهز به نیروی کاری از نوع ربات های خودکار می شوند تا هر کاری از برداشت محصول گرفته تا کنترل آفات نباتی را به انجام برسانند

باتوجه به وجود چنین موانع و مشکلاتی و با هدف تقویت توانایی یک رایانه به منظور یافتن نظم و ترتیب در عین بی نظمی و آشفتگی نسبی یک محیط کشاورزی، گروه محققان سرگرم کار روی سامانه های حسگری هوشمند هستند. به اعتقاد محققان یک راهبرد عملی در این زمینه مستلزم به خدمت گرفتن دوربین های چند طیفی است که طول موج های واگشته از اهداف مورد نظر را آنالیز می کند. این راهبرد را می توان به عنوان ایده ای برای یافتن الگوی سازگار و با ثباتی به حساب آورد که به ربات می فهماند وقتی هدفی مثل یک فلفل را دید، آن را اعلام کند و اهمیتی ندارد که فلفل مورد نظر پشت و رو یا وارونه باشد.

البته محققان در نظر دارند به موازات سایر حسگرها و برنامه ها نوعی «مغز» رباتیک ارائه کنند که ضمن کار کردن قادر به درس گرفتن از اشتباهاتش و بهبود عملکردش نیز باشد. به اعتقاد محققان آنچه کار آنها را از پروژه های سابق مجزا می سازد، ترکیب کردن مشخصه های دید انسانی و یادگیری رایانه با هم است. البته تا اینجای کار محققان دریافته اند رایانه ها می توانند براحتی بین ۸۰ تا ۸۵ درصد میوه های روی یک گیاه را پیدا کنند ولی مبنا و معیار مورد نظر گروه رقم ۹۰ درصد است و کسب این عملکرد در حالی است که بسیاری از کشاورزان می گویند حاضر به استفاده از ربات ها نخواهند شد مگر آن که با نرخ دقتی ۹۹ درصدی به هدف بزنند.

کارکرد زارعان رباتیک به همین مرحله شناسایی و تشخیص اهداف ختم نمی شود و به دنبال آن مهندسان در تلاش برای طراحی نوعی ابزار چنگ مانند برای ربات ها هستند که بتواند محصول را در جای درستش گرفته و آن را با میزان صحیحی از ثبات و قوت بچیند. محققان برای نیل به این منظور در حال مطالعه حرکات انسان هستند و مجموعه دیگری از الگوریتم ها را در تلاش برای تقلید کردن نحوه کارکرد طبیعی دست های انسانی به کار می گیرند. کارکرد مناسب و عملیاتی ربات های کشاورزی از اهمیت بالایی به لحاظ پوشش دادن فاکتورهای حیاتی و اقتصادی مراحل داشت و برداشت عملیات کشاورزی برخوردار است. کارشناسان معتقدند در حوزه برداشت محصولات کشاورزی چالش های زیادی برای یافتن نیروی کار برداشت کننده وجود دارد و برداشت محصولاتی نظیر توت فرنگی و سایر میوه ها و سبزیجات کار دشواری نشان می دهد.

به عنوان نمونه می توان به فاکتور تنگنای وقت یا ضرب الاجل زمانی در مورد محصولاتی اشاره کرد که کشاورزان نمی توانند برای برداشت محصول حتی یک هفته صبر کنند. در چنین مواردی زارعان نیازمند حجم بالای نیروی کار برای دوره های کوتاه زمانی هستند و همین وضعیت حفظ افراد استخدام شده به شیوه ای پایدار و مساعد را با چالش هایی واقعی روبه رو می سازد. با این اوصاف محققان معتقدند چنانچه در همین شرایط زمانی به موضوع جمعیت جهانی و نیازمندی تغذیه چنین جمعیت در حال رشدی بیندیشیم، ناگزیر از دستیابی به کارآمدی بیشتر در زمینه برداشت و تولید محصولات کشاورزی خواهیم بود و رویکرد به دانش رباتیک و به خدمت گرفتن پتانسیل های آن می تواند به عنوان راهبردی توانمند و کارآمد مطرح شود.

discovery

مترجم: مهریار میرنیا