تطوير روبوت يلتقط الثمار ويشذب الأشجار

طور مهندسون زراعيون من جامعة "بنسلفانيا" الأمريكية للمرة الأولى، نموذجًا لروبوت قادر على جني المحاصيل عن الأشجار وتشذيبها، والتي تعتبر من أكثر الأعمال المضنية للمزارعين.

وتحتاج عملية تشذيب الأشجار لأعداد كبيرة من الأيدي العاملة، ما قد يؤثر على الجدوى الاقتصادية للمشاريع الزراعية، وتمثل تقنية "التشذيب" والتخلص من الثمار الزائدة في بداية فصل الصيف لزيادة حجم الثمار المتبقية ونوعيتها، مهمة عالية الأهمية في إنتاج "التفاح" بالولايات المتحدة، وفقًا لموقع "تك إكسبلور".

والتفاح تحديدا من المحاصيل المهمة في الولايات المتحدة، التي يصل إنتاجها الكلي السنوي منه إلى نحو 5 مليارات كيلوغرام وبقيمة 3 مليارات دولار.

وقال الباحث في جامعة "بنسلفانيا"  الأستاذ الدكتور لونغ هي "نتوقع في العقد المقبل أن يدعم هذا النوع من الروبوتات، بنظام تحريك وجهاز للرؤية؛ ما يشكل آلية قادرة على التقاط الثمار الخضراء بشكل آلي".

وأضاف "على الرغم من أن ذلك قد يبدو بعيد المنال، لكنه المستقبل الذي نتوجه نحوه، والروبوت ليس إلا مجرد بداية".

وقبل تصميم "الروبوت"، أجرى قائد البحث وطالب الدكتوراه ماغني حسين، سلسلة من تجارب التقاط الثمار الديناميكية، لتحديد القوى اللازمة للعملية الروبوتية، على 3 أنواع مختلفة من أشجار التفاح، بطريقة السحب أو القطع.

ووجد حسين، أن "إزالة الثمار بالسحب تتسبب بترك طرف مقطوع من الغصن الحامل المتصل بالثمرة، ما أدى إلى جرح الثمار الأخرى، لذلك بنى نموذجًا لروبوت، بتقنية القطع وأجرى عليه تجارب مكثفة".

وبلغت نسبة نجاح التقاط الثمار الخضراء في التجارب كلها نحو 90%، وفقا للدراسة التي نشرها الباحثون في مجلة "المجتمع الأمريكي للمهندسين الحيويين والزراعيين".

وأظهرت التجارب قدرة النظام "الروبوتي" على التقاط الثمار من مختلف الاتجاهات والأماكن، وأشار الباحثون إلى أنه "قادر على انتقاء الثمار وجنيها بأسلوب مشابه للالتقاط اليدوي".

ويتطلع الباحثون إلى تطوير "الروبوت" وتحسين جهاز الرؤية الملحق به للوصول إلى تقنية ترصد الثمار الخضراء في بيئة شجرية كثيفة؛ ما يستدعي وجود "خوارزمية" لتعلم الآلة، فضلًا عن "خوارزمية" أخرى تسمح بتحديد تجاه الثمرة لالتقاطها بالشكل الصحيح.