Tarım robotu
Tarım robotları, tarımsal amaçlı kullanılan robotlardır . Günümüzde robotların tarımda ana uygulama alanı hasat aşamasındadır. Tarımda robotların veya drone'ların başlamakta olan uygulamaları arasında yabancı ot kontrolü,[1][2][3] bulut tohumlama,[4] tohum ekimi, hasat, çevresel izleme ve toprak analizi bulunmaktadır.[5][6] Doğrulanmış Pazar Araştırmasına göre, tarım robotları pazarının 2025 yılına kadar 11.58 milyar dolara ulaşması bekleniyor.[7]
Genel
[değiştir | kaynağı değiştir]Meyve toplama robotları, sürücüsüz traktör/ilaçlama makineleri ve koyun kırkma robotları insan emeğinin yerini alacak şekilde tasarlanır.
Çoğu durumda, bir göreve başlamadan önce birçok faktör (örneğin, toplanacak meyvenin boyutu ve rengi) dikkate alınmalıdır. Robotlar, budama, ot ayıklama, ilaçlama ve izleme gibi diğer bahçe işleri için kullanılabilir. Robotlar ayrıca otomatik sağım, yıkama ve hadım etme gibi hayvancılık uygulamalarında (hayvancılık robotiği) da kullanılabilir. Bu tür robotların tarım endüstrisi için birçok faydası vardır. Bunlar arasında daha yüksek kalitede taze ürün, daha az üretim maliyetleri ve el emeğine olan ihtiyacın azalması yer alır.[8] Ayrıca, traktör ve diğer insan tarafından kullanılan araçların operatörler için çok tehlikeli olduğu durumlarda, ot veya eğreltiotu ilaçlaması gibi ei işi görevleri otomatikleştirmek için de kullanılabilirler.
.jpg)
Tasarımlar
[değiştir | kaynağı değiştir]
Mekanik tasarım bir son efektör, manipülatör ve tutucudan oluşur. Manipülatör tasarımında görev, ekonomik verimlilik ve gerekli hareketler dahil olmak üzere çeşitli faktörler dikkate alınmalıdır. Son efektör meyvenin piyasa değerini etkiler ve tutucunun tasarımı hasat edilen mahsule dayanır.
Son efektör
[değiştir | kaynağı değiştir]Bir tarım robotundaki son efektör, çeşitli tarımsal işlemler için kullanılan robotik kolun ucunda bulunan cihazdır. Birkaç farklı türde son efektör geliştirilmiştir. Japonya'da üzümlerle ilgili bir tarımsal işlemde, son efektörler hasat, meyve seyreltme, püskürtme ve torbalama için kullanılır. Her biri görevin doğasına ve hedef meyvenin şekline ve boyutuna göre tasarlanmıştır. Örneğin, hasat için kullanılan son efektörler üzüm salkımlarını kavramak, kesmek ve itmek için tasarlanmıştır.
Meyve seyreltme üzümlerde yapılan bir diğer işlemdir ve üzümlerin pazar değerini artırmak, üzümlerin boyutunu büyütmek ve salkım oluşturma sürecini kolaylaştırmak için kullanılır. Meyve seyreltme için, bir son efektör üst, orta ve alt kısımdan oluşur. Üst kısımda iki plaka ve açılıp kapanabilen bir kauçuk bulunur. İki plaka üzümleri sıkıştırarak rachis dallarını keser ve üzüm salkımını çıkarır. Orta kısımda bir iğne plakası, bir sıkıştırma yayı ve yüzeyinde delikler bulunan başka bir plaka bulunur. İki plaka sıkıştırıldığında, iğneler üzümlerde delikler açar. Daha sonra, alt kısımda salkımı keserek uzunluğunu standart hale getirebilen bir kesme cihazı bulunur.
Püskürtme için, uç efektör bir manipülatöre bağlı püskürtme memesinden oluşur. Uygulamada, üreticiler kimyasal sıvının salkımda eşit dağılmasını sağlamak isterler. Böylece, hedefle arasındaki mesafeyi koruyarak memenin sabit hızla hareket etmesi sağlanarak kimyasalın eşit bir şekilde dağılması sağlanır.
Üzüm üretimindeki son adım torbalama işlemidir. Torbalama uç efektörü bir torba besleyici ve iki mekanik parmakla tasarlanmıştır. Torbalama işleminde, torba besleyici, torbaları parmaklara yukarı ve aşağı hareketle sürekli olarak besleyen yarıklardan oluşur. Torba parmaklara beslenirken, torbanın üst ucunda bulunan iki yaprak yay torbayı açık tutar. Torbalar, üzümleri salkımlar halinde tutmak için üretilir. Torbalama işlemi tamamlandığında, parmaklar açılır ve torbayı serbest bırakır. Bu, torbayı kapatan ve tekrar açılmasını engelleyen yaprak yaylarını kapatır.[9]
Tutucu
[değiştir | kaynağı değiştir]Tutucu, hedef ürünü hasat etmek için kullanılan bir tutma cihazıdır. Tutacağın tasarımı basitlik, düşük maliyet ve etkililik üzerine kuruludur. Bu nedenle, tasarım genellikle görevlerini yerine getirirken senkronizasyon içinde hareket edebilen iki mekanik parmaktan oluşur. Tasarımın özellikleri, gerçekleştirilen göreve bağlıdır. Örneğin, hasat için bitkilerin kesilmesini gerektiren bir yöntemde, tutucu keskin bir bıçakla donatılmıştır.
Gelişme
[değiştir | kaynağı değiştir]Robotiklerin tarımdaki ilk gelişimi, otomatik araç rehberliğini tarıma dahil etmeye yönelik araştırmaların şekillenmeye başladığı 1920'lere kadar tarihlendirilebilir.[10] Bu araştırma, 1950'ler ile 60'lar arasında otonom tarım araçlarının ilerlemesine yol açtı. Ancak tamamen mükemmel değildi, araçların yollarını yönlendirmek için hala bir kablo sistemine ihtiyacı vardı. Tarım robotlarının daha fazla gelişmesi, diğer sektörlerdeki teknolojilerin gelişmesi ile devam etti. Bilgisayarın gelişiminin olduğu 1980'lere kadar yapay makine görüşü mümkün değildi.
Yıllar boyunca diğer gelişmeler, Fransa ve ABD'de portakalların bir robot kullanarak hasat edilmesini içerir.[10][11]
Robotlar iç mekan endüstriyel ortamlarına on yıllardır dahil edilirken, tarım kullanımı için dış mekan robotları daha karmaşık ve geliştirilmesi zor olarak kabul edilir. Bu, hem güvenlik kaygıları nedeniyle, hem de farklı çevresel faktörlere ve öngörülemezliğe tabi mahsullerin toplanmasının karmaşıklığından dolayıdır.[12]
Pazarda talep
[değiştir | kaynağı değiştir]Tarım sektörünün ihtiyaç duyduğu işgüçü konusunda endişeler vardır. Yaşlanmakta olan japonya, tarım piyasasının işgücü taleplerini karşılayamamaktadır.[12] Benzer şekilde, Amerika Birleşik Devletleri bu konuda çok sayıda göçmen işçiye dayanmaktadır, ancak mevsimsel işçilerin düşüşü ve hükûmet tarafından oldukça arttırılan göç durdurma çabaları yüzünden onlar da talepleri karşılayamamaktadırlar.[13] İşletmeler ise genellikle mevsim sonuna kadar toplayamadıkları ekinleri çürümeye bırakmak zorunda kalıyor. Bunun yanında, hızla büyümekte olan nüfusun beslenmesi hakkında da endişeler vardır.[14] Bu nedenle tarımsal makineleşmeyi daha düşük maliyetli olması ve devamlı kullanıma güvenilir olması için geliştirme talebi oldukça büyüktür.
Mevcut uygulamalar ve trendler
[değiştir | kaynağı değiştir]Mevcut araştırmaların çoğu otonom tarım araçları için çalışmaya devam etmektedir. Bu araştırmalar, sürücü destek sistemlerinde ve kendini süren araçlarda yapılan ilerlemelere dayanmaktadır.[13]
Robotlar çoktan tarımsal çiftlik çalışmalarının birçok alanına dahil edilmiş olsa da, çeşitli ürünlerin hasatında hala büyük ölçüde eksikler vardır. Şirketler çiftlikte daha spesifik görevleri tamamlayan robotlar geliştirmeye başladığında bu durum değişmeye başladı. Mahsulleri hasat eden robotlarla ilgili en büyük endişe, çilek gibi yumuşak ekinler hasat edilirken kolayca hasar alabileceği veya tamamen atlanılabileceğidir.[12][13] Bu kaygılara rağmen, bu alanda ilerleme kaydedilmektedir. Harvest Croo Robotics'in kurucu ortağı Gary Wishnatzki'ye göre, şu anda Florida'da test edilen çilek toplayıcılarından biri "sadece üç günde 25 dönümlük bir alanı seçebilir ve yaklaşık 30 çiftlik çalışanından oluşan bir mürettebatın yerini alabilir". Elma, üzüm ve diğer mahsullerin hasatında da benzer bir ilerleme kaydedilmektedir.[11][14]
Tarım şirketleri tarafından belirlenen bir diğer hedef de veri toplamayı içermektedir.[14] Veri toplama, çiftliklerde verimliliği artırmanın bir yolu olarak geliştirilmektedir. AgriData şu anda sadece bunu yapmak için yeni teknoloji geliştiriyor ve çiftçilere ekinlerini hasat etmek için en uygun zamanı meyve ağaçlarını tarayarak daha iyi belirlemelerine yardımcı oluyor.
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ "Self-driving Ibex robot sprayer helps farmers safely tackle hills - Farmers Weekly". Farmers Weekly (İngilizce). 26 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mart 2016.
- ^ "Bosch's Giant Robot Can Punch Weeds to Death". IEEE. 2016. 14 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2020.
- ^ "Agriculture Robots at The University of Sydney". 2016. 9 Mayıs 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2020.
- ^ "Making it rain: Drones could be the future for cloud seeding". Fox News. 1 Mart 2017. 1 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2017.
- ^ "How Drones Came to Your Local Farm" (İngilizce). MIT Technology Review. 7 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2017.
- ^ "Six Ways Drones Are Revolutionizing Agriculture" (İngilizce). MIT Technology Review. 12 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2017.
- ^ "Arşivlenmiş kopya". 14 Haziran 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2020.
- ^ Belton, Padraig (25 Kasım 2015). "In the future, will farming be fully automated?". BBC News (Büyük Britanya İngilizcesi). 27 Kasım 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Kasım 2016.
- ^ Monta, M.; Kondo, N.; Shibano, Y. (21–27 Mayıs 1995). "Agricultural Robot in Grape Production System". Proceedings of 1995 IEEE International Conference on Robotics and Automation. IEEE International Conference on Robotics and Automation. 3. Nagoya: Institute of Electrical and Electronics Engineers. ss. 2504–2509. doi:10.1109/ROBOT.1995.525635. ISBN 0-7803-1965-6.
- ^ a b Yaghoubi (2013). "Autonomous Robots for Agricultural Tasks and Farm Assignment and Future Trends in Agro Robots". International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering. 13 (3): 1-6.
- ^ a b Harrell (1987). "Economic Analysis of Robotic Citrus Harvesting in Florida". Transactions of the ASAE. 30 (2): 298-304.
- ^ a b c "Fields of automation". The Economist (İngilizce). 14 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Mayıs 2018.
- ^ a b c Daniels (8 Mart 2018). "From strawberries to apples, a wave of agriculture robotics may ease the farm labor crunch". CNBC. 8 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Mayıs 2018.
- ^ a b c "Robots Wielding Water Knives Are the Future of Farming". WIRED (İngilizce). 28 Mayıs 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Mayıs 2018.