[مقابلة] المدير تشو يونغ-جون من المعهد الكوري لتكامل الروبوتات يباشر تطوير روبوت يغطي دورة التفاح كاملة استعداداً لـ«تضخم التفاح»

في زراعة التفاح، يتحدد محصول ذلك العام إلى حد كبير بمدى نجاح التلقيح خلال فترة قصيرة في الربيع عندما تتفتح الأزهار. والتلقيح هو مهمة نحل العسل. لكن الظروف تختلف كل عام، إذ تحدث أحياناً نفوقات جماعية للنحل نتيجة آثار تغيّر المناخ وغيرها. وإذا تزامنت فترة الإزهار مع أضرار الصقيع، يضعف عقد الثمار فترتفع أسعار التفاح، وقد يمتد ذلك إلى ما يسمى بـ«تضخم التفاح» (تفاح + تضخم) الذي يرفع الأسعار عموماً. وعلى العكس، في السنوات التي يكون فيها المحصول جيداً أكثر من اللازم، تنخفض الأسعار ويتكبد المزارعون خسائر.

المزارع التي لا تستطيع الاعتماد على النحل وحده تسدّ الفجوة عبر التلقيح الاصطناعي، أي وضع حبوب اللقاح مباشرة على الأزهار. لكن معظم حبوب اللقاح هذه مستوردة. وبحسب تشو يونغ-جون، رئيس مجموعة أبحاث الزراعة والأغذية في المعهد الكوري لتكامل الروبوتات (KIRO)، فإن 80 إلى 90% من حبوب اللقاح التي تستخدمها مزارع الفاكهة المحلية تأتي من الصين. وتُثار باستمرار مخاوف من أن تدخل مسببات أمراض مثل اللفحة النارية لأشجار الفاكهة عبر حبوب اللقاح المستوردة. غير أن تفسير العاملين في الميدان هو أنه إذا تم حظر الاستيراد بالكامل فسيتوقف التلقيح فوراً، ولذلك تتم الإدارة حالياً عند مستوى يقتصر على تقييد مناطق حدوث المرض فقط.

سبب عدم زيادة حبوب اللقاح المحلية يكمن في موقع الإنتاج. ووفقاً للمدير تشو، توجد في تشونغسونغ بمقاطعة غيونغبوك أكبر مزرعة محلية بمساحة هكتارين تُزرع فيها أشجار الأزهار فقط للحصول على حبوب اللقاح. والفترة التي يمكن فيها قطف الأزهار لا تتجاوز أسبوعاً تقريباً في السنة. وخلال هذه الفترة، حتى إذا جُمع كبار السن في القرية جميعاً لقطف الأزهار يدوياً، لا يتجاوز معدل الاسترداد نحو 30%، بينما تسقط البقية على الأرض وتُهدر. وتصل أجور أسبوع واحد إلى 60 مليون وون، لكن إنتاج حبوب اللقاح السنوي لا يتعدى 5 إلى 10 كغ. وبما أن المنتج المحلي أغلى من الصيني بأربع إلى خمس مرات، لا يقبل عليه المزارعون، وبما أنهم لا يطلبونه لا يزيد الإنتاج؛ إنها حلقة مفرغة. وهذا هو الخلفية التي دفعت KIRO إلى تطوير روبوت للبساتين يشمل التلقيح وحتى إنتاج حبوب اللقاح.

قال المدير تشو في مقابلة أُجريت في 30 أكتوبر في مركز اختبار روبوتات الزراعة التابع لـKIRO في أندونغ: «أكبر أسباب ضعف المحصول هو البيئة، ثم يأتي نحل العسل الذي تتغير ظروفه كل عام»، مضيفاً: «عندما نقول إن الروبوت سيقوم بالتلقيح قد يُساء فهم الأمر وكأننا لا نحتاج إلى النحل، لكن أفضل من يقوم بالتلقيح هو النحل. غير أن النحل غير مستقر، لذا نريد أن يدخل الروبوت بصورة مساعدة لتثبيت الإنتاج».
 

مشروع متكامل لإدارة التنمية الريفية ووزارة الزراعة والأغذية…«الجزء السفلي» والتكامل تتولاهما KIRO

هذا المشروع هو مشروع متكامل للتحول الزراعي بالذكاء الاصطناعي (AX) تنفذه بشكل مشترك إدارة التنمية الريفية ووزارة الزراعة والأغذية والشؤون الريفية. ويتكون من ثلاثة مشاريع فرعية، وتتولى الإدارة العامة مشروع البحث والتطوير 1 الذي تشرف عليه إدارة التنمية الريفية ((شركة) ميتافارمرز). وإذا شبّهنا الروبوت بجسم الإنسان، فإن عتاد الجزء العلوي الذي يقابل الذراعين والجذع، وذكاء العمل الاصطناعي، تتولاهما (شركة) ميتافارمرز المسؤولة عن مشروع البحث والتطوير 1، «تطوير تقنية تحكم قائمة على التعلم بالمحاكاة لخصائص سلوك الأعمال الزراعية في البساتين وبحث توحيد تقنيات الروبوتات الزراعية». أما الذكاء البصري، وهو «العين» التي تتعرف على البستان والثمار، فتطوره مجموعة التعاون الصناعي-الأكاديمي في جامعة تشونغنام الوطنية (الأستاذ لي داي-هيون) ضمن «تطوير التقنيات الأساسية للذكاء البصري لتحليل متطلبات أداء الأعمال الزراعية والاستجابة لبيئة البساتين واتخاذ القرار». أما مشروع البحث والتطوير 3 التابع لـKIRO، الذي اختير عبر معهد تخطيط وتقييم تقنيات الزراعة والأغذية (IPET)، «تطوير منصة روبوت لإدارة الزراعة وتقنيات ذكية من أجل استقرار إنتاج الفاكهة»، فيطور منصة القيادة الذاتية وذكاء القيادة الاصطناعي باعتبارهما الجزء السفلي. وتمتد فترة البحث من أبريل 2026 إلى ديسمبر 2030، أي 4 سنوات و9 أشهر.

وتتولى KIRO أيضاً تكامل الأنظمة، أي جمع الجزء العلوي والذكاء البصري الناتجين عن كل مشروع في نظام واحد، إضافة إلى الاختبارات الميدانية. وأوضح المدير تشو: «رغم أن الإدارة العامة تتولاها إدارة التنمية الريفية، فإن مشاريع وزارة الزراعة والأغذية يجب أن تفكر في الإنتاج الكمي، لذلك تم الاتفاق على أن نتولى نحن تكامل النظام». وشارك في هذا المشروع نحو 20 مؤسسة لكل مهمة (كونسورتيوم)، وكانت نسبة المنافسة نحو 4 إلى 1. وقال المدير تشو: «يمكن القول إن المؤسسات والشركات والجامعات العاملة في الروبوتات داخل البلاد دخلت كلها هذه المرة».

في مشروع KIRO، تمت مواءمة تمويل محلي من مقاطعة غيونغسانغ الشمالية ومدينة أندونغ إضافة إلى التمويل الوطني. والنسبة بين التمويل الوطني والمحلي نحو 6 إلى 4. ولم يكن ذلك شرطاً إلزامياً، لكن الحكومات المحلية في مناطق الإنتاج الرئيسية للتفاح طلبت، مقابل زيادة استثمارها، إدراج حصاد الأزهار وإنتاج حبوب اللقاح، وهما من النقاط الملحة ميدانياً، ضمن مهام المشروع. وبحسب شرح المدير تشو، فإن قسم الفاكهة والزهور في وزارة الزراعة والأغذية يبدي أيضاً اهتماماً كبيراً بتأمين حبوب لقاح محلية.
 

لماذا التفاح؟ تم تضييق النطاق إلى شكل شجري مسطح متعدد المحاور

المحصول المستهدف هو التفاح، ومنه تحديداً الشكل الشجري المسطح متعدد المحاور. فهذا الشكل، الذي تُربّى فيه الأشجار بشكل مسطح كالجدار، يسهل دخول الآلات إليه، وإذا كان ملائماً للآلات فهو ملائم للروبوتات أيضاً. ونقل المدير تشو أنه سمع خلال مقابلات مع المزارعين في مرحلة التخطيط قولهم إن «المزارع الأكبر سناً لا يغيرون بسهولة لأنهم يتساءلون: إذا اقتلعنا كل الأشجار وزرعنا من جديد فكم سنتمكن من تربيتها؟ أما المزارعون في الأربعينيات والخمسينيات فيغيرون كلها لأن الفارق كبير في الإنتاجية وتقليل العمالة». ووفقاً للمدير تشو، انتشر الشكل المسطح متعدد المحاور أكثر ما يكون في غيوتشانغ بمقاطعة غيونغنام، كما تتحول إليه بسرعة مناطق الإنتاج الرئيسية مثل أندونغ وتشونغسونغ من الشكل المغزلي النحيف القائم.

تثبيت شكل شجري واحد هو درس مستفاد من إخفاقات الماضي. فلكي تفوز المشاريع التنافسية كان يجب اقتراح القدرة على التعامل مع الشكل المغزلي والمسطح والمستقيم كلها، وبعد الفوز كان ذلك يتحول إلى عبء وكثيراً ما لا تظهر النتائج. وقال المدير تشو: «القول إن الروبوت يستطيع فعل كل شيء في كل الظروف هو كلام غير واقعي»، مضيفاً: «الصحيح هو تغيير طريقة الزراعة لتكون صديقة للروبوتات ثم رفع الكفاءة بروبوت ملائم لها. هذه المرة حُدد الشكل الشجري بدقة، لذلك لدي توقعات كبيرة شخصياً».

ومع ذلك، فالبساتين ليست مواقع سهلة. ففي الحقول المكشوفة، قد تجعل أشعة الشمس المباشرة شاشة الكاميرا بيضاء تماماً فلا يرى الروبوت شيئاً. وكثير من البساتين القائمة تقع على تلال بانحدار 5 إلى 10 درجات، وإذا ألحق الروبوت الضرر بالأشجار التي تُزرع مرة واحدة وتُربى 10 إلى 15 عاماً، فلن تقتصر الخسارة على موسم واحد. كما أن صعوبة العثور على مزارع للاختبار تمثل عقبة. وقال المدير تشو: «حتى لو دفعنا إيجاراً، يجب أن يتوافق ذلك مع حسابات إنتاج التفاح، لذلك لا توجد مزارع كثيرة تقدم التسهيلات».
 

منصة واحدة مع تبديل أدوات العمل… والأزهار «تُضرب ثم تُشفط»

تنقسم زراعة التفاح خلال العام، من التقليم الشتوي إلى الحصاد، إلى 9 أعمال رئيسية. ومن بينها يتولى مشروع التمويل الوطني أربعة أعمال هي التقليم والتلقيح وخف الأزهار والحصاد، وتُضاف عبر التمويل المحلي مهمتا حصاد الأزهار وإنتاج حبوب اللقاح. وتُستخدم المنصة العلوية بصورة مشتركة، مع تبديل الأدوات اليدوية الطرفية والأجهزة المساعدة بحسب العمل. ففي التقليم، تُثبت ذراعان تحملان قابضاً يمسك الأغصان وقاطعاً؛ وفي التلقيح تُثبت رؤوس ترش حبوب اللقاح بدقة قرب الأزهار. وعند خف الأزهار يُحمّل خزان مادة الخف، وعند الحصاد يُحمّل ناقل يدفع الصناديق. أما الأغصان المقلمة فتُطحن فوراً بمفرمة أمامية وتُنثر في البستان. ونقل المدير تشو: «إذا تُركت الأغصان المقطوعة يجب جمعها مرة أخرى، لكن إذا تم فرمها تصبح أيضاً مغذياً، لذلك كانت ردود الفعل إيجابية كثيرة».

العامل الحاسم في الحصاد هو سرعة العمل. فالكفاءة المطلوبة في طلب تقديم المقترحات (RFP) هي 1000 متر مربع في الساعة (نحو 300 بيونغ)، ولم يكن بالإمكان تحقيق هذه السرعة بطريقة قطف التفاح ثم الالتفاف إلى الخلف ووضعه في الصناديق. لذلك اختير هيكل يُسقط الثمار فور قطفها عبر خرطوم مموج ويرسلها إلى الصناديق. والمهمة المتبقية هي منع تلف الثمار الذي قد يحدث أثناء نزولها.

آلة حصاد الأزهار التي تُطور بتمويل محلي لا تقطف كل زهرة كما يفعل الإنسان. فعندما يهز جزء دوار للضرب شجرة الأزهار، يمنع الغلاف الأزهار المتساقطة من التطاير، ثم تمتصها وحدة شفط بالضغط السلبي وتجمعها في خزان. والهدف هو استرداد 70% في مرور واحد. وقد تم بالفعل تأمين براءة اختراع ذات صلة. ورغم بقاء بعض الفاقد بسبب الأزهار المتطايرة، قال المدير تشو: «حتى لو استرددنا 70% فقط، فهذا أفضل بكثير من قطف الإنسان»، مضيفاً: «حتى لو كانت المعدات بعشرات الملايين من الوونات، فإن نجاحها في عام واحد فقط سيكون تحولاً كبيراً لمناطق إنتاج حبوب اللقاح». وأضاف أن المزارعين في الميدان أيضاً رأوا مفهوم العرض التجريبي وأبدوا رأياً بأن هناك إمكانية. وبقدر زيادة كمية الأزهار المحصودة، يجري التخطيط لصنع نموذج تجريبي بسعة أكبر لمنشآت تصنيع حبوب اللقاح وتسليمه إلى مناطق الإنتاج الرئيسية.
 

مسار من صورة قمر صناعي واحدة… وآلاف الروبوتات تتعلم في المحاكاة

الميزة التقنية التي تطرحها KIRO تكمن في القيادة. وبحسب المدير تشو، فإن الآلات الزراعية ذاتية القيادة الحالية تحتاج إلى أن يقودها شخص مرة واحدة بنفسه لإنشاء الخريطة. وفي المزارع الكبيرة يصبح هذا العمل وحده مهمة قائمة بذاتها. أما KIRO فتستخرج صفوف الأشجار بالذكاء الاصطناعي من صور الأقمار الصناعية، وتضع تلقائياً مسار القيادة الكامل (المسار العالمي) مع مراعاة مواصفات الروبوت. وفي الموقع، لا يتعامل النظام إلا مع العوائق والمسارات التفصيلية (المسار المحلي) باستخدام الليدار والكاميرات وGPS. وشرح المدير تشو: «إذا شبهنا الأمر بالملاحة، فإن تحديد أي طريق سريع سنسلك ينتهي بصورة قمر صناعي واحدة، بينما لا تتم الاستجابة في الموقع إلا للأزقة والمعابر».

وتُطبق تقنية ذكاء اصطناعي «من المحاكاة إلى الواقع (Sim-to-Real)» للحفاظ على استواء الجزء العلوي فوق أرض حقلية مكشوفة غير مستوية. والطريقة هي إنشاء تضاريس غير منتظمة بمساحة ملايين البيونغ في بيئة افتراضية وتشغيل آلاف الروبوتات عليها، بحيث تتعلم ذاتياً شروط التحكم التي تحافظ على الوضعية، وتمنع الانزلاق، وتستخدم أقل قدر من الطاقة. وتعمل العجلات الأربع كلٌ منها كتعليق يمتص تموجات الأرض بينما يبقى الجزء العلوي ثابتاً. وقال المدير تشو: «في السابق كنا نكتب الخوارزمية بأسلوب: إذا كانت زاوية التوجيه كذا تكون السرعة الزاوية كذا، لكن وجود حجر واحد كان يخل بالشروط»، مضيفاً: «ميزة الذكاء الاصطناعي الفيزيائي هي أن الذكاء الاصطناعي يتكيف ذاتياً مع البيئة، ولهذا نريد التعامل مع الدورة الكاملة لا مع عمل واحد فقط».
 

بيع «العمل» بدلاً من بيع الروبوت… بنحو نصف تكلفة العمالة

نموذج التسويق التجاري يتفرع إلى مسارين. المحور هو الروبوت كخدمة (RaaS). فعندما يحجز المزارع عملاً عبر الهاتف المحمول، يأتي مهندس من شركة الخدمة محملاً بالروبوتات، وينشر عدة روبوتات دفعة واحدة للعمل ثم يجمعها مجدداً. وتُحدد الرسوم عند نحو 50% من تكلفة العمالة الحالية، مع اختلافها بحسب نوع العمل والمساحة والانحدار والموقع. أما المزارع أو المؤسسات الضخمة التي تضع مهندسين لديها مباشرة، فتُباع لها المنتجات النهائية بطريقة تسليم مفتاح. وقد حُدد سعر البيع على أساس فترة استرداد استثمار 2.5 سنة، عند نحو 80 مليون وون، وبحد لا يتجاوز 100 مليون وون. ووفق المناقشات الحالية، يبدو أن الخدمة ستتولاها ميتافارمرز في المشروع A، بينما تتولى دايدونغ المبيعات، لكن الأدوار المحددة ستُبحث مجدداً في مرحلة التسويق التجاري.

قال المدير تشو: «حتى لو أخذنا الروبوت إلى المزرعة، لا يستطيع المزارع استخدامه. فالآلات الزراعية لها وكلاء يتيحون خدمات ما بعد البيع، لكن الروبوتات لا تملك هذه البنية التحتية بعد»، مضيفاً: «لذلك حللنا الأمر بهيكل يعهد فيه المزارع بأعمال الزراعة إلى جهة خدمة ويدفع تكلفة الخدمة». واختيار روبوت لدورة الإنتاج الكاملة يعود إلى السبب نفسه. وشدد قائلاً: «إذا كان للحصاد فقط فسيُستخدم أسبوعاً في السنة، وإذا كان للتلقيح فقط فسيُستخدم ثلاثة أيام؛ فمن سيشتري معدات بعشرات الملايين؟ يجب ربط كل الأعمال بها حتى يصبح الروبوت مستخدماً طوال العام».

يفترض الإدخال الميداني عملاً جماعياً تعاونياً لا يقل عن 3 روبوتات. وبمعيار 3 روبوتات، يستهدف المشروع إنجاز التقليم والحصاد بمعدل 1000 متر مربع في الساعة (نحو 300 بيونغ)، ومعالجة التلقيح وخف الأزهار، وهما عملان يتمان بالرش أثناء المرور، بمعدلات تبلغ أضعاف ذلك. ويشارك في الكونسورتيوم كل من دايدونغ ودايدونغ روبوتيكس (التي أُسست كمشروع مشترك بين دايدونغ موبيليتي وKIRO)، ويجري أيضاً بحث الربط بحيث إذا نُقلت صناديق الحصاد عبر ناقل تتسلمها روبوتات النقل التابعة لدايدونغ وتنقلها. وتتولى Dexweaver، التي لديها خبرة في التحكم بروبوتات تنظيف صناعية، التحكم المركزي في عدد كبير من الروبوتات ونظام الخدمة، بينما يتولى المعهد الكوري لآلات البناء أنظمة مساعدة مثل المفرمة والناقل التي تحتاج إلى أحمال وعزم دوران مرتفعين. وتتولى جامعة سونتشون الوطنية أبحاث التحكم والسلامة لاستكمال الروبوتات التي تتعطل بسهولة في الحقول المكشوفة من منظور الآلات الزراعية، بينما يتولى معهد كوريا للزراعة المستقبلية في أندونغ بناء مواقع الاختبار.
 

أول إدخال لآلة حصاد الأزهار في ربيع 2028… والهدف إعادة التلقيح عند الصقيع

الجدول الزمني يبدأ بإطلاق منصة قيادة أولية في النصف الثاني من 2027، ثم دمجها مع الجزء العلوي في 2028 لاختبار الحصاد والتلقيح وحصاد الأزهار، يلي ذلك اختبار التقليم وخف الأزهار تباعاً. وستُستخدم آخر سنتين للاختبار والتحسين. والهدف أن تُصنع نماذج أولية لآلة حصاد الأزهار بعد منتصف 2027، وأن تدخل الموقع لأول مرة عندما تتفتح الأزهار في ربيع 2028. وستُجرى الاختبارات في أندونغ. وسيُحوَّل البستان القائم ذي الشكل المغزلي النحيف بجوار مركز اختبار KIRO في شتاء 2026 إلى شكل مسطح متعدد المحاور لإنشاء حقل اختبار ذاتي، مع استخدام قطع مستأجرة من المزارعين، وقطع عامة يديرها معهد كوريا للزراعة المستقبلية، وموقع اختبار مخصص للروبوتات تُزرع فيه حتى أشجار الأزهار. وقطع معهد كوريا للزراعة المستقبلية مجهزة سابقاً بحساسات ونمذجة ثلاثية الأبعاد ضمن مشروع الزراعة الذكية في الحقول المكشوفة التابع لوزارة الزراعة والأغذية.

ما يتوقعه المدير تشو يتجاوز تقليل العمالة إلى تقليص تقلبات المحصول. فعند التعرض لصقيع الربيع، يكون تلقيح الأزهار المتبقية مرة أخرى هو عملياً الوسيلة الوحيدة للاستجابة، لكن ذلك حالياً يتطلب لمس كل زهرة بفرشاة واحدة تلو الأخرى، وهو أمر يصعب حتى التفكير فيه. ويوجد مزارعون يرشون حبوب اللقاح باستخدام مرشات السرعة (SS)، لكن المدير تشو يوضح أن نتائج بحثية أظهرت عدم وجود تأثير لذلك.

قال المدير تشو: «إذا حدث صقيع، يمكن تقليل الضرر بإدخال روبوت التلقيح دون تأخير وتلقيح الأزهار التي بقيت حية مرة أخرى»، مضيفاً: «إذا ظهرت آلة عمل يمكن أن تدخل في أي وقت، فسنقترب كثيراً من الهدف النهائي المتمثل في استقرار إنتاج الفاكهة».