روبوت MARS لجني التفاح يتميز بمزايا كثيرة
APAL (Apple and Pear Australia Limited) هي الممثل الوطني لصناعة التفاح والكمثرى في أستراليا بإيرادات تبلغ 600 مليون دولار، وهي مالكة علامة Pink Lady التجارية في أكثر من 100 دولة. أنشأت الشركة مشروعا بحثيا فريدا MARS، يغير المفهوم السائد لجني المحاصيل.
MARS (Monash Apple Retrieving System) هو نظام لجني التفاح طورته الدكتورة تشاو تشن من جامعة موناش. طُوّر الروبوت ضمن مشروع بحثي مدته ثلاث سنوات بهدف رفع كفاءة البستنة ومعالجة مشكلة نقص العمال الزراعيين.
باختصار وبشكل مباشر:
- يحدد MARS أكثر من 90% من التفاح المرئي من مسافة 1,2 متر;
- يجني الروبوت أكثر من 85% من التفاح الذي تصل إليه ذراعه;
- تتكيف القبضة مع أحجام الفاكهة وأشكالها المختلفة;
- يجني الروبوت تفاحة واحدة كل سبع ثوانٍ.
يعمل الروبوت بشكل مستقل، إذ يتعرف على الفاكهة ويتجنب العوائق ويتحرك بنفسه بين صفوف بساتين الفاكهة أثناء موسم الحصاد.
يتكون MARS من ثلاثة مكونات:
- نظام رؤية يُستخدم لتحديد التفاح وتحديد موقعه.
- ذراع روبوتية تنقل «القبضة» إلى التفاح المستهدف.
- «قبضة» روبوتية ناعمة مزودة بممص وملقط.
«يوفر تصميم الذراع حماية مزدوجة لجزء الممص وقوة قبض. وهذا يتيح لنا زيادة نسبة عمليات الجني الناجحة بشكل كبير»، قال الدكتور تشاو تشن.
الاختبار في بستان فاكهة
اختُبر MARS في بساتين Fankhauser خلال موسم حصاد 2021. خلال فترتي اختبار مدة كل منهما أسبوعان في فبراير وأبريل، جعلت فرقة الدكتور تشن الروبوت يعمل أولا على تفاح Smitten ثم على تفاح Pink Lady. وجرى كل ذلك في بساتين ثنائية الأبعاد صُممت خصيصا لهذا الغرض.
«في جوهره يشبه الروبوت مركبة، والبستان يشبه الطريق. ويجب أن تلبي المركبة والطريق متطلبات بعضهما كي يعملا، لذلك سيحتاج كل من الروبوت والبستان إلى تحسينات في المستقبل. وسوف يتغيران»
العمل المؤتمت
يتمثل هدف الدكتور تشن في أن يعمل نظام الروبوتات مع البشر، لا أن يحل محلهم بالكامل في البستان.
قال البروفيسور: «على سبيل المثال، سيعمل الروبوت بشكل أفضل في الطقس السيئ (شديد الحرارة أو شديد البرودة أو شديد الرطوبة) وفي الليل. ويمكن للروبوت أن يجني الفاكهة على ارتفاعات قد يصعب على الإنسان الوصول إليها. ومع تطور الروبوتات وإعادة تهيئة البساتين، سيصبح الروبوت أكثر كفاءة وأقل تكلفة، لكن البشر سيظلون يجنون التفاح الذي يصعب على الروبوت الوصول إليه، ولا سيما التفاح الموجود عميقا بين الأوراق».
يرى الدكتور تشن إمكانية لتطور الروبوتات في مهام زراعية أخرى، عندما تصبح الأنظمة أكثر تقدما وتتمكن من التنقل بسهولة بين النباتات والمساحات في البساتين المنظمة الملائمة للروبوتات.
روبوتات ذات مزايا
إلى جانب عملية جني المحاصيل، ينظر الباحث إلى الابتكارات الروبوتية مثل MARS بوصفها وسيلة جديدة لجذب الشباب إلى البساتين عبر تقنيات زراعية مثيرة.
«نلاحظ اتجاها لدى الشباب إلى تفضيل العيش في المدن الكبرى، لأنهم يرون فيها فرصا أكثر، بينما يعتبرون المناطق الريفية والزراعة شيئا بقي «خلف الركب». ويمكن لوجود هذه الأنظمة الروبوتية في المزرعة أن يجذب الشباب لأسباب مختلفة. فهي تتيح لهم العمل في مجال التصميم والتطوير باستخدام تقنيات متقدمة للغاية. كما أنها تغير طبيعة العمل المعروض، فيقل الاعتماد على العمالة ويزداد الاعتماد على الإدارة»
يرى الدكتور إمكانات كبيرة في MARS لنظام العمل الموسمي. ووفقا له، يمكن للروبوتات متابعة مواسم الحصاد المختلفة طوال العام. وقد يبدأ MARS بجني التفاح، ثم ينتقل بعد انتهائه إلى جني الحمضيات. بعد ذلك تتابع الروبوتات الفواكه ذات النوى، ثم تعود مجددا إلى التفاح.
تهتم فرقة البحث بأكملها بفهم كيفية تكييف النظام مع أنواع مختلفة من الفاكهة. والتقنية جاهزة بالفعل للتطوير التجاري، إذ تغلبت الشركة على الصعوبات الرئيسية الأولية.
روبوتات مساعدة أخرى لجني المحاصيل
يساعد الروبوت StrawBot في مهمة معقدة مثل جني الفراولة. وقد بُذلت محاولات كثيرة لتطوير روبوت مستقل لقطف التوت، لكن لم تنجح أي شركة في إتمام العملية بكمال. طورت Ag Pro Robotics روبوت StrawBot لأتمتة مهمة جمع الحاويات الممتلئة بالفراولة من العمال ونقلها إلى نقاط التجميع في نهاية الصف.
يوفر هذا الروبوت للمزارعين نحو 18-35% من تكاليف العمالة. كما يتيح استخدام مساحة أكبر بنسبة 15-20%، وهي زيادة كبيرة في المساحات المزروعة.
يستعد الروبوت Eve (إيف) من Ripe Robotics لجني التفاح والبرتقال والفواكه ذات النوى على نطاق صناعي. تفحص إيف جودة كل ثمرة ونضجها، ثم تجنيها تلقائيا في الوقت الأمثل. وبفضل أنبوب الشفط الناعم، تنفصل الفاكهة بعناية عن الشجرة ولا تتعرض للتلف.
