[الآلات الزراعية لهذا الأسبوع] القضاء على 4000 عشبة ضارة في ثانية واحدة فقط… ظهور «روبوت إزالة الأعشاب بالذكاء الاصطناعي على مستوى البكسل»
الأول في العالم في تصنيف الأعشاب الضارة إلى 3 أنماط شكلية… تمهيد الطريق لوصفات مبيدات مخصصة ولأجل تسويق التقنية، يجب أن يواكب ذلك تحسين بنية الصناعة عبر الابتكار المفتوح
ظهر روبوت ذكي لإزالة الأعشاب بالذكاء الاصطناعي لحل صعوبات أعمال إزالة الأعشاب في الحقول المفتوحة. وقد طوّر فريق البروفيسور كيم هيونغ سوك في معهد أبحاث الروبوتات الذكية بجامعة جيونبوك الوطنية نموذجًا أوليًا لروبوت إزالة أعشاب دقيقًا ومُحسّنًا لبيئة المزارع الكورية، متجاوزًا حدود التقنيات العالمية الحالية، وأكمل عرضًا تجريبيًا له.
حتى الآن، جرى تسويق الرش بالطائرات المسيّرة والقيادة الذاتية، لكن تقنية إزالة الأعشاب التي تميّز بين المحاصيل والأعشاب الضارة في الوقت الحقيقي ظلت مجالًا غير مطروق. وقد وجد فريق البحث حلًا يتجاوز حدود الرؤية البشرية من خلال دمج الهندسة الإلكترونية مع تقنيات الذكاء الاصطناعي والروبوتات.
دمج وحدة معالجة رسومية 64 بت مع مبدأ الطباعة النافثة للحبر… يحدد الأعشاب الضارة حتى مع تغيّر بيئة العمل والأشكال
يستطيع هذا الحل التعرف على الأعشاب الضارة حتى مع نمو المحاصيل وتغيّر أشكالها منذ ما بعد البذر مباشرة وحتى 37 يومًا. كما يميّز الأعشاب بدقة حتى داخل الظلال الداكنة جدًا التي تصنعها أشعة الشمس القوية خلال موسم الأمطار الصيفي، ويمكنه ليلًا تشغيل كشاف والعمل دون توقف ليلًا ونهارًا. وعلاوة على ذلك، يتمتع بالدقة الكافية لتصنيف الأعشاب الضارة إلى ثلاثة أنواع (أشكال عشبية) ووصف مبيدات متخصصة مناسبة لكل نوع. كما يمكنه التعرف بدقة حتى عند تغيّر البيئة المحيطة، مثل تغيّر شدة الإضاءة أو وقت الغروب.
وقال البروفيسور كيم هيونغ سوك: «لا يمتلك الدماغ البشري سوى نحو 32 مستوى من التمييز (5 إلى 6 بت) للبكسل الواحد، لكن حتى 10 بت يمكنها التعبير عن عدد يكاد يكون لا نهائيًا من القيم. وعلاوة على ذلك، فإن نظام الذكاء الاصطناعي يكاد يخلو من الخطأ بفضل قدرة الحوسبة لذاكرة HBM وأحدث وحدة معالجة رسومية 64 بت، كما يحسب المناطق ويحددها بدقة على مستوى البكسل». وأضاف: «أظهرت نتائج التجارب أنه يتفوق على البشر في القدرة على التمييز بين الأعشاب الضارة».
كانت طريقة «الرش غير المتناثر» التي تستخدمها الشركات العالمية الأجنبية تعاني من مشكلة انجراف المبيد في الحقول المفتوحة شديدة الرياح، ما يسبب ضررًا دوائيًا قد يقتل حتى المحصول الرئيسي. أما «آلة إزالة الأعشاب بالليزر» العالمية التي طُرحت كبديل فهي دقيقة وصديقة للبيئة، لكن سعر الجهاز يصل إلى ملياري وون. إضافة إلى ذلك، وبما أن الجزء المتحرك فيها هو ذراع روبوتية، فهناك حد للسرعة. وفي الواقع، لا تتجاوز سرعة إزالة الأعشاب 27.8 عشبة في الثانية، ما يجعل تطبيقها صعبًا في المواقع الكثيفة بالأعشاب.
لذلك، أدخل فريق البحث بشكل حاسم «مبدأ الطابعة النافثة للحبر». ففي أثناء حركة الروبوت، يحسب الذكاء الاصطناعي موضع سقوط المبيد ويرشه بدقة على مركز العشبة الضارة فقط. كما يزيل ما يصل إلى 4000 عشبة ضارة في الثانية عبر 150 فوهة مرتبة على مسافات 8 ملم. وهذا مستوى يتيح إزالة أعشاب كاملة بسرعة مشي الإنسان. ويجري حاليًا التحقق من التطبيق على فول الصويا الحقلي، مع خطط لتوسيع نطاق الاستخدام إلى أشجار الفاكهة ومحاصيل أخرى.
روبوت إزالة أعشاب ينجز عمل 6 آلات جزّ
يمكن تشغيل روبوت إزالة الأعشاب الذي طوره فريق البحث من دون مراقبة بشرية، وتبلغ سرعة إزالة الأعشاب 0.09h في الساعة (نحو 272 بيونغ)، ما يتيح إزالة الأعشاب من 0.72h (2178 بيونغ) خلال 8 ساعات. وبالمقارنة مع مساحة العمل التي يغطيها شخص واحد باستخدام آلة جزّ، يمكنه إنجاز عمل أكبر بمقدار 2.5 إلى 3 مرات في الساعة، ومن 4 إلى 6 مرات في اليوم (على أساس 8 ساعات). ومؤخرًا، يعمل الفريق أيضًا على إعداد آلة إزالة أعشاب صديقة للبيئة مزودة بآلة جزّ بدلًا من رش المبيد من فوهات منصة الروبوت.
لكن رغم النجاح التقني، لا تزال هناك تحديات قبل الوصول إلى التسويق التجاري.
وقال البروفيسور كيم هيونغ سوك: «إن “المتانة الميكانيكية” اللازمة لتحمل بيئة الاستخدام الخشن من قبل المزارعين لا تزال في مرحلة تحتاج إلى استكمال». وتابع: «من أجل التسويق التجاري، يجب ربطها بالشركات»، مضيفًا: «هناك حاجة إلى عملية لتحسين بنية الصناعة عبر الابتكار المفتوح، بحيث تدفع الحكومة نحو التسويق المشترك مع المعاهد البحثية الجامعية والشركات الناشئة التي تمتلك تقنيات مبتكرة».
تمت ترجمة هذه المقالة تلقائيًا بواسطة الذكاء الاصطناعي (AI).
