التوسع في استخدام الذكاء الاصطناعي والروبوتات الزراعية

تتأرجح الآلة العنكبوتية، التي هي بحجم عربة الغولف، ببطء ولكن بثبات، فوق صينية من النباتات، تصدر نفخة صغيرة من الدخان كل بضع ثوانٍ عند انتهاء إزالة الأعشاب الضارة، هذا الجهاز الذي يجري عملية إزالة الأعشاب الضارة هو عبارة عن روبوت خاص بإزالة الأعشاب تم تطويره بواسطة شركة Small Robot، وهي شركة جديدة تعمل في مستودع قديم للذخيرة بالقرب من سالزبوري، في جنوب غرب بريطانيا.

تظهر هذه الآلات، التي تسمى “agribots” أو الروبوت الزراعي، في العديد من الأشكال والأحجام، وتصنعها مجموعة متنوعة من الشركات.

وعلى الرغم من أنّ مكافحة الأعشاب الضارة أمر ضروري لتحسين غلة المحاصيل، إلا أن هذا الأمر يزداد صعوبة، فبعض الحشائش أصبحت مقاومة لمبيدات الأعشاب، التي تواجه بدورها قوانين تنظيمة أكثر صرامة، وقد يتم حظرها في بعض الحلات، علاوة على ذلك، يتجه العديد من المستهلكين إلى المنتجات العضوية، كما أن نقص العمالة يعني أنه يجب حرث التربة مرارًا وتكرارًا لعرقلة نمو الأعشاب الضارة باستخدام مجرفة ميكانيكية يتم سحبها وراء جرار، وهذا أمر مكلف، ويستغرق وقتًا طويلًا وليس دائمًا عملي.

تُعد إزالة الأعشاب الضارة عملًا روتينيًا، وبالتأكيد سيكون معظم المزارعين سعداء بتسليمه إلى الروبوتات، لكن كي يؤدي الروبوت عمله بشكل صحيح، يجب أن يكون قادرًا على التمييز بين الأعشاب الضارة، وبين ما يتم زراعته من محاصيل، وأصبح ذلك الأمر سهلًا مع التقدم في رؤية الكمبيوتر؛ حيث تتحسن خوارزميات الذكاء الاصطناعي في تصنيف الصور، ويمكن لبعض تطبيقات الهاتف الآن التعرف على النبات بمجرد صورة.

لن تعمل الروبوتات المزودة بكاميرات على إزالة الأعشاب الضارة فحسب، بل ستقوم بأتمتة أدوار الزراعة الأخرى. ومن المتوقع أن تنمو شركات صناعة Agribots والجرارات بدون سائق وأنواع أخرى من الأتمتة الزراعية، بنحو 23% في العام، وأن تبلغ قيمتها أكثر من 20 مليار دولار بحلول عام 2025، وفقًا لشركة الأبحاث الأمريكية MarketsandMarket.

وبعد أن يتم رصد الأعشاب الضارة، هناك عدة طرق لمحاولة القضاء عليها، من هذه الطرق استخدام الروبوت agribot الخاص بشركة Small Robot Company، ويسمى “ديك”، والذي يصعقها؛ حيث تعمل عجلات الروبوت مثل قطب كهربائي للتلامس مع الأرض، بينما يتم تحريك قطب كهربائي آخر للمس الأعشاب، ما يولد دارة كهربائية عبر النبات وينتج الحرارة، التي بدورها تعمل على تسخين خلايا النبات بشكل فعال، ويقتلها من الجذع إلى الجذر على الفور. قد يستغرق الأمر عدة آلاف من الفولتات، على الرغم من أن هذا يتم ضبطه وفقًا لنوع الحشائش، ثم يمكن ترك بقايا النبات لتتحلل بشكل طبيعي في التربة.

سيعمل “ديك” مع اثنين من الـ “agribots” الأخرى وهما توم وهاري، وجميعهم يعملون بالطاقة الكهربائية. ويقول بن سكوت روبنسون؛ أحد مؤسسي الشركة، “تقوم الفكرة على أن توم سيمسح الحقول بشكل روتيني إلى مستوى من التفاصيل يبلغ بضعة سنتيمترات فقط”.

ويمكن لآلة الدفع الرباعي الدورانية هذه أن تغطي حوالي 20 هكتارًا في اليوم، باستخدام الكاميرا وأجهزة الاستشعار الأخرى الخاصة بها، كما يمكن أن تحدد صحة النبات، إلى جانب ظروف التربة، وفور ظهور الأعشاب الضارة، سيتم إرسال ديك للتخلص منها، كما يجري تطوير هاري، وهوالـ agribot الثالث، لمهام مثل البذر وتطبيق مستويات دقيقة من الأسمدة على كل نبتة، وهذه عملية تعرف باسم “الجرعات الدقيقة”.

سيتم عرض توم ضمن المنتجات التجارية في أغسطس؛ حيث يتم استخدام الإصدارات القديمة مسبقًا في بعض المزارع في بريطانيا، بما في ذلك Leckford Estate، التي تديرها سلسلة متاجر كبيرة.

وتعلم توم كيفية اكتشاف الأعشاب عريضة الأوراق، ويتم تدريبه الآن على الفن الأكثر صعوبة المتمثل في التعرف على الحشائش العشبية التي تشبه الحبوب؛ وذلك لأن الحبوب تزرع بشكل أكثر كثافة في صفوف، على عكس العديد من الخضراوات، ما يجعل عملية التعشيق الميكانيكية للحشائش عملية صعبة، ويجب أن يكون “ديك” قادرًا على جمع الأعشاب الضارة من بين الحبوب بدقة، مسلحًا بخوارزميات “توم”.

ستقدم الشركة روبوتاتها كخدمة، وسيعيش Tom في بيت صغير بالمزرعة؛ إذ سيتولى تنزيل البيانات للمزارع ويتم إعادة شحنه، كما سيتم تسليم ديك وهاري إلى المزارع عند الحاجة إليهم، في حال وقعوا العقود معهم، ويعتقد سكوت روبنسون أن نموذج العمل هذا سيثبت للمزارعين أن تكلفة استخدام المنتجات الزراعية ستكون منافسة، مع تدابير مكافحة الأعشاب الضارة الأخرى وستوفر فوائد إضافية، مثل كونها خالية من المواد الكيميائية.

ويتم توفير نظام التخلص من الأعشاب هذا لـ Dick بواسطة RootWave، وهي شركة بريطانية صغيرة أخرى، يقع مقرها بالقرب من Leamington Spa. تقوم الشركة ، التي تُسمي العملية “electricide” ، بإصدار نسخة محمولة يدويًا لإزالة الأعشاب الضارة على الفور، وبحسب أندرو ديبروز؛ رئيس الشركة، فإن العملية Electricide لا تزعج التربة ولا تؤذي الميكروبات، أما بالنسبة للسلامة؛ فلا بد من التعامل مع المشغلين المدربين، مثل كل الآلات الزراعية؛ حيث ستقلل ميزات الأمان المضمنة، مثل أجهزة الاستشعار التي تكشف عن شخص أو حيوان يقترب ويغلق الروبوت، من المخاطر.

وتعمل RootWave مع شركات أخرى مهتمة بالكهرباء، من ضمنها شركة Steketee، المنتج الهولندي للمعدات الزراعية؛ حيث تستفيد المحاريث الجرارة من رؤية الكمبيوتر مسبقًا، وتزود Steketee أحد أجهزتها بكاميرات تكتشف المحاصيل ذات المسافات الجيدة، مثل الخضراوات، ثم يتم تنقيل سكاكين التدوير إلى الداخل والخارج؛ للتخلص من الأعشاب الضارة، ليس فقط على طول الصفوف، ولكن أيضًا بين النباتات الفردية، وبإمكان Agribots أن يحرث الأرض أيضًا.

وشارك سيباستيان بوير؛ الخبير في منظمة العفو الدولية؛ وعمل لصالح ibm وFacebook، في تأسيس FarmWise في عام 2016، وهي شركة مقرها سان فرانسيسكو، لتطوير روبوتات زراعية، وهذه الشركة على وشك إطلاق أول agribot، يسمى Titan، وبعد تجارب ميدانية، يمكن أن يتنقل هذا الروبوت بشكل مستقل حول حقل من الخضراوات، مثل الخس والقرنبيط، وتحديد النباتات الفردية وموقعها، وينشر Titan أثناء تحركه، سلسلة من الشفرات الدوارة، والتي يتم ضبطها تلقائيًا لتحرث التربة بعمق مناسب لإزالة أي أعشاب ضارة، وستؤدي الإصدارات المستقبلية وظائف أخرى، مثل البذار والأسمدة الدقيقة ومعالجة الآفات في النباتات مباشرة.

يمكن لكل من أنظمة الجر والجرارات الزراعية تطبيق جرعات صغيرة على النباتات الفردية التي تتطلبها، عند الحاجة للمواد الكيميائية على المحاصيل، بدلًا من رش حقل بأكمله، وأشارت بعض التجارب إلى أن الجرعات الجزئية يمكن أن تقلل من كمية مبيدات الأعشاب التي يتم رشها على محصول بنسبة 90% أو أكثر.

وتعمل شركة Basf، وهي شركة كيميائية ألمانية عملاقة ، مع شركة Bosch، وهي شركة هندسية ألمانية، على نظام رش يحدد النباتات ثم يطبق مبيدات الأعشاب بمثل هذه الطريقة المستهدفة.

ويتم تطوير حصاد agribots عن طريق استخدام الذكاء الاصطناعي، وتأتي هذه الآلات غالبًا في العديد من الأشكال والأحجام المختلفة، والتي تستخدم مجموعة متنوعة من الأنظمة المصممة خصيصًا لاختيار المحاصيل الفردية، مثل الطماطم والهليون والخس، وهذا يدل على أن المستنبتات التي تتغذى على الأعشاب والعناية بالنباتات سوف تتطور بطريقة مماثلة؛ حيث يعتمد شكلها على المحصول المعني وموقعه، والذي قد يكون حقلًا أو كرمًا أو بستانًا.

بعد قراءة الموضوع يمكنك معرفة المزيد عن الكلمات الآتية: