کابردهای مهندسی کنترل در گلخانه‌ها: ربات‌های گلخانه‌ای

چکیده:

ربات دستگاهی الکترومکانیکی است که می‌تواند به طور خودکار و بدون دخالت انسان کار کند. درواقع ربات‌ها به عنوان جانشین آینده انسان‌ها برای انجام کارهای سخت و تکراری انتخاب بسیار مناسبی هستند. یکی از موارد اخیر کاربرد ربات‌ها، انجام عملیات مختلف در بخش کشاورزی از جمله گلخانه‌ها است. کمبود نیروی انسانی و تقاضا برای تولید بیشتر در واحد سطح، باعث افزایش نیاز استفاده از ربات‌ها در بخش کشاورزی شده‌است. حضور وسایل نقلیه کاملاً خودکار و ربات‌هایی که آزادانه بدون دخالت انسان به کمک سیستم‌های مدرن، درون گلخانه حرکت می‌کنند، فناوری پیشرفته گلخانه‌ها را در سال‌های آتی نوید می‌دهد. در سال‌های اخیر ربات‌هایی برای انجام عملیات در درون گلخانه توسط پژوهشگران ساخته‌شده‌اند که در آینده نزدیک راه خود را به گلخانه‌ها باز می‌کنند.

مقدمه:

امروزه ربات‌ها و کاربرد آن‌ها در بخش کشاورزی مورد توجه ویژه ای قرار گرفته‌است. استفاده از ربات‌ها در باغبانی، گلخانه‌ها و مزارع به طور موثری در حال گسترش است. صرفه‌جویی در کار و کارگر و تقاضا برای تولید بیشتر در واحد سطح، استفاده از فناوری‌های نوین را در گلخانه‌ها اجتناب‌ناپذیر کرده‌است. با پیشرفت روز‌افزون فناوری، ماشین‌هایی از قبیل بذرکار استوانه‌ای، پرکننده‌های گلدان، نشاءکارها و .... جای خود را در گلخانه‌ها پیدا می‌کنند. همچنین حضور وسایل نقلیه کاملاً خودکار و ربات‌هایی که کاملاً آزادانه به کمک سیستم‌های مدرن روی زمین حرکت می‌کنند، فناوری پیشرفته گلخانه‌ها را در دهه‌های آینده نوید می‌هند.

 

کلیات پژوهش:

طرحی که از یک ماشین خودکار یا ربات گلخانه‌ای مد نظر است وسیله نقلیه متحرکی است که به یک سری تجهیزات یا بازوهای مکانیکی ماهر مجهز شده‌است و می‌تواند به کمک آن‌ها و به طور خودکار عملیات مختلف همچون سمپاشی، هرس، برداشت محصول، جا‌به‌جایی محصول و غیره را انجام دهد. اصولاً در گلخانه‌ها برخلاف بخش صنعت که اکثراً ربات ثابت بوده و محصول به طرف آن حرکت می‌کند، در بیشتر مواقع محصول ثابت است و بایستی ربات به سمت محصول حرکت کند، بنابراین ربات-هایی که در بخش کشاورزی به کار می‌روند نیازمند حسگرها، بازو‌های ماهر مکانیکی و توانمندی‌های محیطی هستند. این ربات‌ها نیازمند حسگرهایی هستند که بتواند با استفاده از آن‌ها، پارامترهای مختلف محیطی مانند دما، رطوبت هوا، شدت نور و همچنین پارامترهای کاری ربات مانند سرعت پیشروی، موقعیت مکانی و مسیر حرکت را تعیین نموده و بر اساس آن‌ها تصمیم گیری نمایند. برخی از مزایای استفاده از ربات‌ها در گلخانه‌ها 1- کاهش خطاها و افزایش بازده 2-کاهش مصرف انرژی 3- افزایش کیفیت محصولات تولیدی 4-کاهش هزینه‌های تولید 5-کاهش نیروی مورد نیاز می‌باشد که باعث سهولت کار و افزایش بهره‌وری در این صنعت می‌شود.

نتیجه‌ گیری:

 

استفاده از ربات‌ها علاوه بر اینکه نیازمند کسب مهارت‌های جدید و ضرورت بازآموزی نیروها است، اثرات مثبتی مانند کاهش هزینه‌ها، بهبود کیفیت محصولات، بالارفتن استاندارد زندگی، کاهش خطرات کاری، کاهش آثار روحی ناشی از کار تکراری و خطای انسانی و بخصوص افزایش بهره‌وری را در بردارد. همچنین به‌کارگیری ربات‌ها در گلخانه‌ها یک سری مشکلات و موانع وجود دارد که شامل 1- توانایی محدود ربات‌ها 2- بالا بودن هزینه به‌کارگیری ربات‌ها 3- عدم توانایی کار با فناوری‌های ربات‌ها توسط برخی از نیروها، می‌باشد. این موانع و مشکلات باعث کند شدن روند به‌کارگیری ربات‌ها در گلخانه‌ها شده است، اما به طور کلی سیستم گلخانه‌ها روند رو به رشدی در قرن 21 خواهند داشت، اگرچه هنوز این سیستم‌ها به صورت تجاری توسعه نیافته اند، اما با رفع موانع موجود می‌توان از ربات‌ها در سال‌های نزدیک در گلخانه‌ها استفاده کرد.