Robot yang memberi tahu petani kapan harus menyiram tanaman sedang dalam perjalanan
Robotics

Robot yang memberi tahu petani kapan harus menyiram tanaman sedang dalam perjalanan


Robot dasar untuk sistem pengukuran kelembaban tanaman baru yang sedang dikembangkan para peneliti akan menavigasi barisan tanaman untuk mencapai daun dan batang individu. Kredit: Universitas California – Riverside

Setiap tukang kebun halaman belakang tahu betapa sulitnya mengetahui kapan harus menyiram tanaman. Lipat gandakan dengan puluhan atau ratusan hektar dan mudah untuk melihat tantangan yang dihadapi para petani untuk menjaga tanaman mereka tetap sehat sambil mengelola sumber daya air dengan bijak.

Untuk menentukan kebutuhan air secara akurat, petani memetik daun individu dari tanaman, meletakkannya di ruang bertekanan, dan menerapkan tekanan udara untuk melihat kapan air mulai bocor dari batang daun. Pengujian semacam itu memakan waktu dan berarti para petani hanya dapat menjangkau begitu banyak area lahan setiap hari dan tidak dapat menguji sesering yang diperlukan untuk menentukan pola penjadwalan irigasi yang optimal secara akurat.

Sekelompok peneliti dari UC Riverside dan UC Merced telah menerima hibah lebih dari $ 1 juta dari Departemen Pertanian AS melalui National Robotics Initiative dari National Science Foundation untuk mengatasi tantangan ini. Dari UC Riverside adalah Asisten Profesor Konstantinos Karydis dan Profesor Amit K. Roy-Chowdhury, keduanya dari Departemen Teknik Listrik dan Komputer. UC Merced, yang memimpin upaya tersebut, diwakili oleh Stefano Carpin, profesor ilmu komputer; dan Joshua Viers, profesor teknik lingkungan.

Sebagai bagian dari proyek, grup tersebut mengembangkan ruang tekanan robotik yang dapat mengambil sampel daun secara mandiri dan segera mengujinya di lokasi untuk memberikan data terbaru. Sistem akan bekerja untuk mengumpulkan data bahkan dalam bidang yang besar, dan selama periode waktu tertentu, daripada hanya menyediakan cuplikan.

Data yang sering diperbarui dapat membantu petani merencanakan jadwal irigasi yang lebih baik untuk menghemat air, mengoptimalkan waktu dan upaya yang dihabiskan oleh spesialis tanaman yang ditugaskan untuk menentukan dan menganalisis potensi air timbal, dan membantu mengurangi sebagian biaya dalam rantai produksi pangan.

Teknik pengukuran saat ini melibatkan pengumpulan sampel daun dan mengangkutnya ke lokasi di luar lokasi, di mana penguji dapat menggunakan ruang tekanan yang sangat akurat dan mahal; atau pengambilan sampel dan analisis sampel daun di lapangan menggunakan ruang tekanan genggam.

“Dalam kategori pertama, sampel daun bisa tercampur, sehingga tidak mungkin untuk melacaknya kembali ke area spesifik dari bidang asal mereka,” kata Karydis. “Selain itu, sifat daun mungkin bervariasi mengingat waktu yang berlalu antara dijadikan sampel dan dianalisis, yang pada gilirannya dapat menghasilkan hasil yang menyesatkan. “

Instrumen genggam di lapangan mungkin kurang akurat, tetapi pengujian dapat dilakukan beberapa kali dengan daun berbeda dari tanaman yang sama. Metode ini memakan waktu dan tenaga, dan harus dilakukan oleh personel yang terlatih secara khusus.

Carpin telah bekerja dengan rekan-rekannya di UC Davis dan UC Berkeley untuk membuat sistem Pengiriman Irigasi Presisi yang Dibantu Robot, atau RAPID, yang bergerak di sepanjang barisan tanaman menyesuaikan aliran irigasi sesuai dengan data sensor yang memberi tahu robot secara tepat apa yang dibutuhkan untuk setiap tanaman. .

Proyek ini akan menggunakan robot basis bergerak yang sama seperti di RAPID tetapi melengkapinya dengan sampel daun robot yang dibuat khusus dan ruang tekanan yang dirancang oleh para peneliti di UC Riverside, dan memasangkannya dengan drone yang dapat mensurvei lapangan dan mengarahkan robot ke bidang minat.

“Dengan proses ini, petani dapat mensurvei tanaman sepanjang hari, bahkan di lahan yang luas,” kata Carpin.

Proyek empat tahun ini akan mendukung mahasiswa pascasarjana serta peluang penelitian musim panas bagi mahasiswa sarjana. Proyek ini memiliki empat fase: pengembangan ruangan; mengembangkan visi mesin sehingga robot dapat “melihat” air yang berasal dari batang daun; mengoordinasikan beberapa robot — di udara dan di darat; dan evaluasi.

Para peneliti berencana untuk memiliki set pertama prototipe ruang tekanan otomatis yang dibuat pada musim semi 2021, dan untuk mengevaluasi kinerja mereka dan menyempurnakan desain dalam pengaturan terkontrol selama musim semi dan musim panas 2021. Mereka berharap untuk menyelesaikan pengaturan pada musim dingin 2022, sehingga mereka dapat memulai pengujian lapangan terkontrol.

“Kami harus cepat melakukannya karena jika kami melewatkan musim tanam puncak, kami harus menunggu sembilan bulan lagi untuk musim berikutnya,” kata Carpin. “Kami ingin dapat memulai pengujian musim panas mendatang dan menguji setiap musim panas, dan kami harus dapat memaksimalkan pengujian.”

Ketika semua komponen telah dirancang, desain dan kode akan dibuat open source, dan semua data yang dikumpulkan selama proyek ini akan tersedia untuk komunitas ilmiah, tulis para peneliti dalam proposal mereka.

Proyek ini muncul setelah Carpin dan Viers, direktur Pusat Penelitian Teknologi Informasi untuk Kepentingan Masyarakat, atau CITRIS, di UC Merced, telah berbicara dengan para petani daerah tentang tantangan menanam almond dan anggur. Karydis dan Roy-Chowdhury telah mendengar tantangan yang sama dari petani jeruk dan alpukat di daerah Riverside, jadi keempatnya bermitra.

“Pertanian California menghadirkan tantangan dalam hal skalabilitas,” kata Carpin. “Tapi ini kolaborasi yang menarik karena kita akan mengembangkan sistem yang akan bekerja pada berbagai jenis tanaman.”


Pemrosesan gambar otomatis dapat membantu hasil panen


Disediakan oleh University of California – Riverside

Kutipan: Robot yang memberi tahu petani kapan harus menyiram tanaman sedang dalam perjalanan (2020, 20 November) diambil pada 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-robot-growers-crops.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020