يبدأ بالبذرة. يتم زرع تلك البذرة - ربما تكون بذرة طماطم - في الأرض. ثم ينمو. وينمو. ببطء ، يخترق النبات التربة ويخرج إلى النور. بعد أسابيع إلى شهور ، تصبح هذه البذرة نباتًا ، يصل ارتفاع الخصر إلى الخصر ، وتحمل عشرات الطماطم الناضجة. شخص ما يقطف الفاكهة ويضعها في صندوق. يقوم شخص آخر بشحن هذه الصناديق إلى المستودعات حيث يشتري مطعم أو بقالة الطماطم. لاحقًا ، سيأخذ الطباخ واحدة ويقطعها ويضعها في السلطة.
اليوم ، لا تزال هذه العملية منخفضة التقنية. بالتأكيد ، هناك سيارات وشاحنات متورطة ، لكن الروبوتات؟ ليس بنفس القدر. لا يزال الناس لاعبين أساسيين في كل خطوة. لكن هذا قد يتغير ، وقريباً.
يقول دان ستير:"هناك تقنيات رئيسية قادمة في السنوات العشر القادمة لجعل كل جزء من الزراعة أكثر كفاءة وإنتاجية ونأمل أن يكون أكثر صحة وأقل تكلفة". يرأس شركة تسمى Abundant Robotics في مينلو بارك بكاليفورنيا.
بعبارة أخرى ، ستلعب الروبوتات بشكل متزايد أدوارًا في زراعة طعامنا وتحضيره.
بحلول الوقت الذي يصبح فيه الأطفال في المدرسة الإعدادية بالغين ، قد تكون دورة الغذاء بأكملها آلية. حتى الآن ، تساعد الروبوتات المزارعين. بعض الفواكه والخضروات والحبوب النباتية بطريقة أكثر كفاءة. قريبًا ، سوف يساعدون في حصاد هذا الطعام بسرعة أكبر. بعض مستودعات المواد الغذائية لديها بالفعل شاحنات ذاتية القيادة. سوف تساعد الروبوتات أيضًا في وضع هذا الطعام على أطباقنا. في الواقع ، إن روبوتًا يُدعى سالي يفعل ذلك بالفعل. الهدف هو جعل طريقة إنتاج الطعام وتحضيره أسرع وأسهل وأكثر كفاءة.
الحصول على البذور في الأرض
يحتوي كل حقل على بعض المناطق التي تكون بطبيعة الحال أقل خصوبة من غيرها. قد لا تكون الأراضي الزراعية مستوية أيضًا. يمكن أن تحتوي على مناطق ترتفع أو تكون أقل من المناطق المحيطة بها. قد يكون هناك حتى الخنادق. يؤدي الحرث إلى تسوية الأرض إلى حد ما ، ولكن ليس تمامًا. إذا كان الخور يمر عبر حقل ، فستكون هناك دائمًا أرض بالقرب من ذلك الخور حيث يكون من الصعب - أو المستحيل - الزراعة. تختلف جودة التربة أيضًا في جميع أنحاء الحقل.
كل هذه الأشياء يمكن أن تؤثر على كمية الغذاء التي يمكن أن تنتجها الأرض ومدى جودة مذاق هذا الطعام. ويؤثر مقدار الغذاء المنتج على مقدار الأموال التي يربحها المزارع.
تساعد الرياضيات المزارعين في حساب عدد البذور التي يجب زراعتها وأين. لكن الأرض تتغير أيضًا بمرور الوقت ، لذلك يجب إجراء هذه الحسابات مرارًا وتكرارًا كل عام.
ثيو بيستوريوس هو رئيس شركة تسمى DroneClouds. إنه في كيب تاون ، جنوب إفريقيا. إنه واحد من العديد من الشركات التي تستخدم الطائرات بدون طيار لمساعدة المزارعين على معرفة مكان الزراعة. طائرة بدون طيار هي كلمة عامية لـ الطائرات بدون طيار - روبوت طائر. تحتوي المركبة التي يستخدمها DroneClouds على خمس كاميرات. يقول بيستوريوس إن كل كاميرا "تشبه في الأساس كاميرا على جهاز iPhone." لكن ليس iPhone عادي. وهو يقول فكر في كل منها على أنها "جهاز iPhone جوي متخصص جدًا به كاميرا تمت معايرتها ومتخصصة جدًا".
عندما تحلق كاميرات الطائرة بدون طيار في سماء المنطقة ، فإنها تلتقط صورا للأرض. هذه تظهر حجم الحقل والأشكال المختلفة للأرض. كما أنها تكشف عن اختلاف التربة وأي مشاكل في الري. حتى أنها تظهر أين قد تسبب الحشرات والفطريات المشاكل.
بعد ذلك ، تعالج DroneClouds تلك الصور لإنشاء خريطة للحقل وما ينمو فيه. يوضح بيستوريوس:"نقوم بعد ذلك بإجراء تحليلات لتفسيرها للمزارع". إذا كانت الصور مأخوذة من بستان تفاح ، على سبيل المثال ، فقد ينظرون إلى كيفية نمو الأشجار. سوف يلاحظون المكان الذي قد تتسبب فيه الحشائش الطويلة في معاناة شجرة جديدة تمامًا.
لتحديد المشكلات ، يقارن المحللون هذه الصور بأخرى من نفس المحصول. وهذا ما يسمى التحليل المقارن . يقول بيستوريوس أن الأمر يشبه الجري في السباق ، ثم مقارنة وقتك اليوم بما كان عليه في وقت سابق من الموسم. يتيح لك ذلك قياس مدى التحسن. لكن المتسابقين يقارنون وقتهم أيضًا بالعدائين الآخرين. لذلك يقارن المزارعون صور حقولهم بصور مزارعين آخرين. يُعرف هذا باسم التحليل القائم على التوقيع .
يقول بيستوريوس:"تأتي الصور المثالية من المعامل في جميع أنحاء العالم". "كل أربع سنوات ، يلتقي علماء من لجنة البحوث الزراعية [في جنوب إفريقيا] مع المعامل [في الولايات المتحدة] ، ويأخذون مجموعة من التوقيعات." بهذه الطريقة يمكن للمزارعين في كلا البلدين مساعدة بعضهم البعض.
قطف الفاكهة
تتم مراقبة النباتات الصغيرة باستمرار. يوما بعد يوم تشرق الشمس وتشرق. أحيانًا يشرق ، وأحيانًا أخرى يكون هناك مطر. أخيرًا ، يأتي وقت الحصاد. ومعه يأتي عملًا جديدًا متطورًا في مجال الروبوتات الزراعية.
منذ عامين ، تعمل شركة Abundant Robotics على تطوير روبوت لقطف التفاح. سنتان؟ أليس قطف التفاح أمرًا سهلاً؟
ليس إذا كنت روبوتًا.
لفهم سبب صعوبة قطف التفاح للآلة ، دعنا نكسر العملية. عندما ترى تفاحة معلقة على شجرة ، فإن عينيك ترسل إشارة إلى عقلك. يعالج الدماغ البيانات في هذه الإشارة - مثل لون التفاح ومكان وجوده على الشجرة. ستعرف بشكل غريزي متى تكون التفاحة جاهزة للقطف. ثم يخبر عقلك ذراعك أن تمد يدك ويدك لسحب الفاكهة بعيدًا عن غصنها. تمسك التفاحة كما تفعل مع الطائر - بلطف بما يكفي لعدم كدماتها ، ولكن بقوة كافية بحيث لا تسقط.
عندما تختار تفاحة ، فإنك تتخذ كل هذه القرارات بسرعة. ولكن إذا احتجت إلى اختيار قيمة تفاح حقل كامل ، فسيستغرق ذلك وقتًا طويلاً جدًا. بعد أن تختار تفاحة واحدة ، يجب أن تضعها في سلة. ستدخل التفاحة التالية هناك أيضًا ، ثم التفاحة التالية حتى تمتلئ سلتك. ثم نزول السلم ، حيث يتعين عليك إفراغ سلتك قبل الصعود مرة أخرى للبدء من جديد.
إن القيام بذلك لمئات الأشجار سيكون مضيعة للوقت بشكل لا يصدق. لهذا السبب يطلب الناس المساعدة من الروبوتات. عند الانتهاء من عمل الروبوتات الزائدة ، سيتمكن المزارعون من زراعة المزيد من الأشجار. ولن يقلقوا بشأن تعفن جزء من محاصيلهم في الحقل لأن الناس لم يكونوا قادرين على قطفها بالكامل في الوقت المناسب.
كانت المشكلة الأولى التي كان على Abundant Robotics حلها هي الحصول على الإشارات الصحيحة. يقول Steere:"إذا لم يكن لديك عيون جيدة ، فمن الصعب القيام بالكثير من المهام في العالم الحقيقي". لذلك كان على الشركة أن تعطي الروبوت الخاص بها ما يسميه Steere "عينان أفضل". يُعرف هذا النظام - وكيفية اتصاله بدماغ الروبوت - باسم رؤية الكمبيوتر . تساعد الرؤية الحاسوبية الروبوت على رؤية "كل سطح تفاحة" ، كما يقول Steere ، بالإضافة إلى الحكم على حجمها ولونها ووزنها. يمكنها حتى الكشف عن أي عيوب في الفاكهة. تعمل مثل هذه الأنظمة على تحسين ما يمكن أن تفعله الروبوتات بشكل سريع.
ومع ذلك ، حتى مع وجود عيون خارقة ، لا يزال يتعين على روبوت التفاح تعلم كيفية قطف الفاكهة جسديًا دون الإضرار بها. في علم الروبوتات ، تسمى الحركة الرسوم المتحركة . يقول Steere ، "الرسوم المتحركة الثقيلة تلحق الضرر بالفاكهة." إذا أصابت التفاح بكدمات أو قطعت الجلد ، فقد تبدو الفاكهة سيئة ومن المحتمل ألا تبيع. المعاملة الخشنة أيضًا يمكن أن تلحق الضرر بالأشجار.
لذلك يجب أن ينسق الروبوت رؤيته ومهاراته الحركية. فكر مرة أخرى في عملية قطف التفاح:عليك أن تعرف أي تفاحة تختار. عليك أن تلتقطها بسرعة وبلطف. لكن ماذا بعد؟ لا يمكنك إزعاج التفاح على الشجرة الذي لا يزال بحاجة إلى وقت للنمو. يقول ستير:"يجب أن تتعرف الرؤية على الفاكهة ، وأن تدرك ما إذا كانت ناضجة أم لا." وعليها أن تفعل كل ذلك في جزء من الثانية.
لقد أراد الناس أتمتة هذا النوع من الزراعة لعقود. لم يكن ذلك ممكنًا أبدًا "، كما يقول. حتى بعد عامين ، ما زال عمل فريقه لم ينته! لن يتم طرح روبوت Abundant للبيع حتى وقت لاحق من هذا العام. تطوير تقنية رائعة مثل الزراعة - فهي تتطلب الصبر.
فرز الحصاد
بمجرد قطف المحصول ، يجب فرز الفاكهة الجيدة من السيئة. هذا ما تفعله شركة تسمى bext360. بدلاً من التفاح ، يعمل الروبوت مع الكاكاو والمكسرات والهيل (أحد التوابل) وكريز القهوة (الفاكهة التي تحتوي على حبوب البن). دانيال جونز يرأس الشركة ، ومقرها دنفر ، كولورادو.
خذ حبات القهوة تلك. يوضح جونز:"كان المزارعون يحصدون قهوتهم ويضعونها في أجهزتنا". "ثم تسقط الآلة [الفاكهة] من خلال نظام الرؤية." صورة شلال الكرز يتساقط. هذا ما تحدق به الآلة ، طوال الوقت الذي تلتقط فيه صورًا للفاكهة المارة. ثم يستخدم الروبوت تلك الصور لفرز حبوب البن الجيدة من السيئة.
الرؤية الآلية ورؤية الكمبيوتر هما في الأساس نفس الشيء. الروبوتات الوفيرة و best360 تقوم بمهام مختلفة. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا الأساسية نفسها تساعد كلاهما على القيام بذلك.
يحتاج كلا الروبوتين أيضًا إلى أكثر من رؤية الكمبيوتر للنجاح. يمكن للرؤية أن تخبر روبوت bext360 بكيفية الفرز ، ولكن بعد ذلك يجب على الروبوت فعل ذلك. يحصد المزارعون كرز القهوة - حتى 30 كيلوغرامًا (66 رطلاً) - من قسم واحد من حقولهم في كل مرة. ثم يقومون بتحميل حبات الكرز التي تحتوي على حوالي 18000 حبة في مجرى أعلى الروبوت.
في غضون حوالي 3 دقائق ، سيقوم الروبوت بفرز كل كرز بشكل فردي. للقيام بذلك ، يجب أن يلتقط الروبوت صورة لكل صورة. ثم يقوم بتحليلها جميعًا في غضون 22 مللي ثانية أو نحو ذلك. يقول جونز:"سنعرف كل شيء عنهم في تلك الجزئية من الثانية التي يسقطون فيها من خلال [الشلال]". ثم تقوم نفث الهواء بدفع الكرز إلى صناديق مختلفة - واحدة للفاكهة الجيدة والأخرى للفاكهة المرفوضة.
بعد سقوط حبة البن ، يشارك الروبوت تحليله مع المزارع. يقول جونز:"الأشياء الرئيسية [التي يقيسها الروبوت] هي الحجم واللون والكثافة". كما أنه يفحص داخل وخارج الكرز بحثًا عن علامات التعفن أو المرض. هذا هو السبب في أن المزارعين يضعون الكرز من جزء واحد فقط من حقلهم في المرة الواحدة. تساعدهم هذه المعلومات في معرفة ما إذا كان شيء ما جربوه في جزء من الحقل يعمل بشكل أفضل من شيء جربوه في مكان آخر.
لا يزال الروبوت من bext360 جديدًا:بدأت المبيعات منذ حوالي ستة أشهر فقط.
على اللوحة
يتم انتقاء المحصول وتحليله وفرزه ، ويذهب الآن إلى المستودع. في يوم من الأيام ، قد تصل إلى هناك في شاحنة نصف ذاتية القيادة. وقد تنقل الرافعة الشوكية ذاتية القيادة المنصات من الشاحنة إلى أخرى مخصصة لمطعم أو متجر. تمتلك أمازون بالفعل متجر بقالة فقط للموظفين الذين ليس لديهم أي مخازن بشريين أو كتبة تسجيل:إنهم جميعًا روبوتات.
أخيرًا ، قد ينتهي الطعام بآخر روبوت لدينا:سالي. سالي تصنع السلطات. من الخارج ، تبدو مثل الصندوق. هناك شاشة تعمل باللمس وفتحة حيث يمكن وضع وعاء. لكن في الداخل ، هذا الروبوت أكثر تعقيدًا. "سالي عبارة عن صندوق به مكونات روبوتية بداخله" ، يلاحظ ديباك سيكار. يرأس شركة Chowbotics ، في ريدوود سيتي ، كاليفورنيا. إنها الشركة التي صنعت سالي.
يوضح سيكار:"هناك أسطوانات داخل الروبوت مملوءة بمكونات معدة مسبقًا". يقوم الناس بتنشيط سالي بالضغط على شاشة اللمس. يمكن لداينرز تخصيص سلطاتهم حسب عدد السعرات الحرارية والمكونات.
بسعر 30 ألف دولار لكل روبوت ، سالي ليست مصممة للاستخدام في المنزل. تبيع شركة Chowbotics الروبوت للمدارس والمكاتب التي تستخدم Sally في الكافيتريات وغرف الاستراحة. يلاحظ Sekar:"نسمع طوال الوقت أن الطلاب في المدارس لا يحبون تناول الطعام من مقاهي السلطة." لماذا ا؟ يدعي سيكر أنهم مقززون. يقول:"نظرًا لوجود جميع المكونات داخل سالي ، فلا داعي للتساؤل عما إذا كان شخص ما قد عطس على الطماطم قبل ساعة - ew!". "سلطتك دائمًا طازجة وصحية."
لم يتم تضمين الروبوتات في كل جزء من عملية الانتقال من حقل إلى آخر حتى الآن. لكنهم سيكونون قريباً. هذا سيجعل عملية الطعام أكثر برودة بالنسبة لنا. والأهم من ذلك ، أن الروبوتات يمكنها في يوم من الأيام إخراج إمدادات الغذاء في العالم. فكر في الأمر:اليوم ، تساعد DroneClouds المزارعين على معرفة كيفية زراعة المزيد. يساعدهم bext360 على معرفة كيفية الزراعة بشكل أكثر كفاءة. تساعد الروبوتات الوفيرة المزارعين على الحصاد بسرعة أكبر - مما يعني أنه يمكن للمزارعين زراعة المزيد. ثم يخزن Chowbotics التي تنتج بطريقة صحية.
يقول Steere ، "إذا كان هناك وقت [ل] شاب يذهب إلى الزراعة - يجب أن يكون هذا أحد أكثر الأوقات المدهشة في التاريخ. إن نوع الأشياء التي يمكن أن تقوم بها الأتمتة سيستمر في التغيير والتطور بسرعة ".
ملاحظة:تم تحديث هذه القصة في 26 يناير 2018 لتصحيح هجاء اسم ديباك سيكار وموقع المقر الرئيسي لشركة Chowbotics.
