Otonom Tarım Araçları

TRAKYA ÜNİVERSİTELER BİRLİĞİ

OTONOM TARIM ARAÇLARI GENEL BİLGİLENDİRME

Otonom Tarım Aracı

1. 1.      Hassas Tarım

1980'lerin ortalarında ortaya çıkan hassas tarım, bilgi temelli yönetimi, doğru işlemi doğru yerde doğru zamanda uygulamak için bir yöntem olup; toprak ve ürün koşullarındaki değişkenliğin farkındalığının artması, Küresel uydu navigasyon sistemleri (GNSS), coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve ana sürücü görevi gören mikrobilgisayarlar gibi ortaya çıkan teknolojiler ile birleştirilmiştir. Hassas tarımda tarımsal araçların otomatik dümenlenmesi, otonom makineler ve süreçler, ürün izlenebilirliği, çiftlik araştırmaları ve tarımsal üretim sistemlerinin genel yönetimi için yazılım gibi ek uygulamalar geliştirilmiştir. Hassas tarımda optimum ekim yoğunluğu, tarımsal ilaç, gübre ve su ihtiyaçları gibi girdiler GPS, uzaktan algılama, gerçek zamanlı sensörler vb. ile toplanarak değişkenlikler belirlenmekte ve alana özgü uygulamalarla değişkenliğe bağlı olarak işletme sonucunda ise etkin girdi kullanımı, azalan üretim maliyetleri ve çevresel etkiler ile artan ürün kalitesi ve verimlilik sağlanmaktadır.

1. 2.      Otonom

Otonom kavramı, traktör vb araçlar tarafından gerçekleştirilen tüm fonksiyonların insan müdahalesi olmadan yapılmasıdır. Otonom tarım araçlarında konumlarının belirlenmesi, istenen rotanın doğru olarak oluşturulması, etraftaki engel ve nesnelerin haritalanmasının doğru olarak yapılması için çeşitli donanım ve sistemler kullanılmaktadır. Sensörlerden gelen bilgi araçların güvenle hareket etmesini sağlayacak nitelikte olması gerekmektedir. Otonom araçların çalışma koşullarından dolayı hassas sensör seçimi yapılmalı ya da gelen veriler beraber işlenmelidir. Otonom tarım araçları aldıkları verileri görüntü, ses ve video işleme algoritmaları, yapay sinir ağları, makine öğrenmesi, istatistiksel veri analizi gibi uygulamalarla işleyerek karar mekanizması oluşturur ve aracın başarımını sağlar.

Otonom tarım araçlarında kullanılan donanımlar:

• Radar Sensörler,
• Lazer Tarayıcılar,
• Lidar,
• GPS / Ataletsel Navigasyon Sistemi (INS),
• Ultrasonik Sensör,
• Kameralar.

1. 3.      Robot

Robotlar, fiziksel faaliyetleri ya da karar vermeyi içeren görevlerin yürütülmesinde insanın yerini alması düşünülen makinelerdir. Sensörler, çeşitli elektronik ve diğer düşük güçlü bileşenler içeren robotun elektronik alt sisteminin bir parçasıdır. Robot görme sistemleri, birkaç kamera ve bir işlem biriminden oluşmaktadır.

Robotlar, eksenin veya serbestlik derecesinin sayısıyla nitelenmektedir. Herhangi bir noktaya erişebilmek için XYZ gibi üç eksen (P ile gösterilir) ve bir bileğin çevresindeki bir takımı o noktaya yönlendirmek için üç dönme ekseni (R ile gösterilir) gerekmektedir. Robotlar mimarisine göre koordinat sistemine dayalı olarak sınıflandırılmaktadır:

•  Doğrusal veya Kartezyen robotlar PPP (üç öteleme),
•  Silindirik robotlar RPP veya PRP (z ekseni çevresinde bir dönme ve iki öteleme),
•  Torus robotları,
• Küresel robotlar RRP (iki dönme ve bir öteleme),
• Kutupsal (polar) robotlar RRR (üç dönme açılı) yapılı.

Görüntü işleme ve sensörlerle algılanan çevredeki bitkilerin konumları kestirilerek kaydedilen verilerden saha haritası oluşturulabilmektedir. Robotun konum tahmini bir navigasyon sistemi ya da robotun hareketlerinin bağıl hesabı ile yapılabilmektedir. Bitkilerin robota uzaklıkları da sensörlerle ya da görüntü işleme ile algılanarak, hesaplanan konumlar haritada işaretlenebilmektedir.

Tarım robotları, genel olarak açık alan ve kapalı alan robotları olarak sınıflandırılmaktadır. Açık alan robotları; GPS destekli dümenleme sistemi, mera robotu, ilaçlama robotları, ekim/dikim robotları, silaj robotu, budama robotlarıdır. Kapalı alan robotları ise hasat robotları, süt sağım robotları, ahır robotlarıdır.

1. 4.      Robot ile Otonom

Robot ile otonom kavramları birbirlerinin yerine yanlışlıkla kullanıldığı ve en çok karıştırılan kavramlardır. Robot, belirli fiziksel faaliyetleri ya da karar vermeyi içeren görevlerin yürütülmesinde kullanılan programlanabilen mekanik bir cihazdır. Otonom robotlar da bulunmakla birlikte, her robot otonom olarak çalışmamaktadır. Otonom robotların görevini gerçekleştirmesi sırasında, hareket kontrolü ve engellerden kaçabilmesi için çevrenin hassas olarak algılanması gerekmekle beraber yol planlama ve yön bulması için robotun konumunun doğru bir şekilde kestirilmesi beklenmektedir.

Yukarıdaki bilgiler https://www.researchgate.net/publication/338139444 adresindeki makaleden alıntı yapılmıştır.

GÜNCEL BİR ÖRNEK: Otonom Tarım Robotu (Mamut)

Cambridge Consultants, Mamut isimli otonom tarım robotu geliştirdi. Otonom tarım robotu ile mahsullerin sağlığı ve toplam verim hakkında bilgi toplanacak.

Otonom tarım robotu nasıl çalışıyor?

Dijital teknolojiler ve robotlaşmada yaşanan artışla, tarım sektöründe verimlilik artışı yaşanıyor. Yeni teknolojilerle hem mahsul üretimi daha kolay hale geliyor hem üretimdeki verim artıyor. Cambridge Consultants tarafından geliştirilen tarım robotu Mamut, bunun son örneklerinden biri oldu.

Robotta sensör paketi, stereo kameraları, LIDAR, IMU, pusulayı, tekerlek sayacı ve tüm giriş verilerini bir araya getiren bir yapay zekâ sistemi bulunuyor. Tüm bunların kombinasyonu, robotun GPS’e ihtiyaç duymadan otonom olarak çalışmasını sağlıyor.

Dört tekeri bulunan robot, arazide hareket ederken üzerinde bulunan sensörlerle etrafını tarıyor. Mahsullerin sağlık durumu hakkında bilgi topluyor ve toplam verim istatistiklerini sunuyor. Böylelikle tek elden tüm arazi verileri incelenebiliyor. Çiftçiler de yapmaları gereken işlemler hakkında önceden bilgi sahibi olabiliyor.

Bu haber https://www.techinside.com/otonom-tarim-robotu-mamut/ adresinden alınmıştır.