مرحبا للجميع! أنا Shohei.
انخفاض وتقدم في السن سكان الزراعة في اليابان.
التحديات هي تحسين الاكتفاء الذاتي الغذائي وتأمين الاستقرار. الحلول التي تحظى بالاهتمام كحلول لهذه التحديات هي “المصنع النباتي” الذي ينتج الخضار باستخدام أحدث التقنيات.
وبالتالي, فإن “الأتمتة” لا غنى عنها لزيادة إنتاجية المصنع النباتي وتقليل التكاليف.
من خلال تقديم معدات الأتمتة والروبوتات، يمكن تحسين كفاءة المهام التي كانت تعتمد تقليديًا على القوى العاملة، وبالتالي تغيير تشغيل المصنع النباتي بشكل كبير.
يوضح هذا المقال الوضع والاستشرافات المستقبلية للأتمتة وتقديم الروبوتات في المصنع النباتي بطريقة يسهل الوصول إليها للمبتدئين.
من جهة أخرى، بالنسبة للأشخاص الذين يتساءلون عن معنى المصنع النباتي، يرجى الرجوع إلى المقالة التالية:
ما هو مصنع النباتات؟
مصنع نباتي هو منشأة تنتج الخضراوات وما إلى ذلك عن طريق التحكم الاصطناعي في الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة وتركيز ثاني أكسيد الكربون في حالة مثالية.
تتمثل المزايا الرئيسية في أنه يمكن إنتاجها بثبات على مدار السنة بغض النظر عن الظروف الجوية، ويمكن تقليل استخدام المبيدات.
ينقسم مصنع نباتي إلى نوعين رئيسيين.
- مصنع نباتي بصري اصطناعي: يزرع النبات باستخدام مصادر اصطناعية للضوء مثل “LED”، دون الحاجة إلى ضوء الشمس. فهو يوفر مرونة في اختيار الموقع، ممّا يسمح بتشغيل المصنع النباتي في المناطق الحضرية والأماكن غير المستخدمة.
- مصنع نباتي بصري شمسي: يستفيد من أشعة الشمس قدر الإمكان لزراعة النباتات في البيوت الزجاجية. تتميز هذه الطريقة بتكاليف تشغيل أقل نسبيًا مقارنةً بالطريقة “LED”.
لماذا الأتمتة ضرورية في “مصانع النبات”؟
استخدام الأتمتة في مصانع النباتات يعود لثلاثة أسباب رئيسية:
- حل نقص العمالة المتزايد: مع انخفاض عدد العاملين في الزراعة وتقدمهم في السن، فإن نقص العمالة في مصانع النبات أمر خطير أيضًا. والأتمتة لها تأثير في حل نقص العمالة وتقليل العبء على كل موظف.
- زيادة الإيرادات من خلال تحسين الإنتاجية: يمكن للمعدات الآلية والروبوتات العمل على مدار 24 ساعة، كما أنها تقلل من الأخطاء البشرية، وبالتالي يمكنها إنتاج منتجات زراعية عالية الجودة بكفاءة.
- تعزيز القدرة التنافسية من خلال خفض التكاليف: بالإضافة إلى خفض تكاليف العمالة، يمكن أيضًا خفض تكاليف الإنتاج من خلال استخدام الطاقة والموارد الأخرى مثل “الأسمدة” بكفاءة.
مهام آلية في مصنع نباتي
حاليًا “نباتي” مصنع تم أتمتة العديد من المهام
- التحكم في البيئة: أُدخل نظام يقيس درجة الحرارة والرطوبة وتركيز ثاني أكسيد الكربون وشدة الضوء بواسطة أجهزة الاستشعار ويضبطها تلقائيًا في العديد من المصانع النباتية.
- البذر و الحضانة: تم تطوير و استخدام روبوتات لزراعة البذور وشتلات النباتات تلقائيا. ويساعد العمل بدقة وبمسافات متساوية في الحد من تباين النمو والمساهمة في تحسين الجودة.
- الري و التسميد: يوجد نظام يوفر كمية مناسبة من الماء والأسمدة آليًا وفقًا لمرحلة نمو النبات. وهذا يقلل من هدر الماء والأسمدة ويقلل من التأثير البيئي.
- الحصاد: بدأ استخدام روبوتات الحصاد التي تستخدم تقنيات التعرف على الصور في بعض الأصناف مثل الطماطم والفراولة. ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى توفير جهد العمل في عمليات الحصاد بالإضافة إلى تحسين الجودة من خلال تحديد درجة النضج للحصاد.
- النقل: يتم أيضًا تطوير روبوتات لأتمتة نقل الشتلات والمنتجات المحصودة داخل المصنع. وهذا يحرر الموظفين من الأعمال الشاقة ويزيد من كفاءة العمل.
- مراقبة وتشخيص حالة النمو: تم تطوير تقنيات لقياس حالة نمو النبات بواسطة أجهزة الاستشعار والكاميرات وتشخيص حالة النمو بناءً على البيانات. وهذا يساعد في الكشف المبكر عن الآفات والأمراض وتحديد أسباب ضعف النمو.
مع أتمتة عمليات الإنتاج ، يصبح من السهل استخدام بيانات مثل تلك التي تمت كتابتها في المقال.
أمثلة على أتمتة المصنع النباتي
- نظام مراقبة التمثيل الضوئي والنتح في الوقت الفعلي: نظام يمكنه قياس معدلات التمثيل الضوئي والنتح في الوقت الفعلي للنباتات مثل الطماطم. يوفر فهمًا مفصلاً لحالة نمو النبات مما يسمح بتحسين التحكم البيئي والاستخدام الفعال للمياه والأسمدة.
- روبوت قياس فلورية الكلوروفيل: روبوت يقيس الفلورية المنبعثة من الكلوروفيل الموجود في أوراق النبات لتشخيص وظيفة التمثيل الضوئي. يمكنه اكتشاف مشاكل النمو المبكرة التي قد لا يمكن اكتشافها بالعين المجردة. مما يساعد على زيادة الغلة وتحسين الجودة.
- روبوت الحصاد المدعوم بالذكاء الاصطناعي: يجري تطوير روبوتات يمكنها التعرف على لون وشكل وحجم الفاكهة وحصادها تلقائيًا للنباتات مثل الطماطم والفراولة. ليس فقط أنه يوفر جهدًا في عملية الحصاد. بل يتيح أيضًا تحسين الجودة عن طريق الحصاد عند مستويات النضج المثلى.
كما أن هناك مقالات أخرى تتناول أحدث التقنيات المستخدمة في المصنع النباتي.
تحديات وآفاق آلية المصنع النباتي
أتمتة المصانع النباتية هي تكنولوجيا لا تزال في طور النمو، ولا تزال هناك بعض التحديات التي يجب معالجتها.
- ارتفاع تكلفة التنفيذ: غالبًا ما تكون معدات الأتمتة والروبوتات باهظة الثمن، مما يشكل تحديًا لتكاليف التنفيذ. وفي بعض الأحيان، يصعب تنفيذها في المصانع نباتي صغيرة الحجم.
- تحديات تقنية: لا تزال هناك تحديات تقنية في أتمتة المهام المعقدة وتطوير روبوتات قادرة على التعامل مع مجموعة متنوعة من الأصناف ومراحل النمو.
- نقص الخبرة التشغيلية: يوجد نقص في الخبرة التشغيلية التي تمكن من تشغيل معدات الأتمتة والروبوتات بكفاءة.
لتحقيق ذلك، فإن الدول والشركات تُجري أبحاثًا وتطويرات. ومن المتوقع أن تزداد سرعة أتمتة “المُصنع النباتي” من خلال تطوير الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الروبوت وتخفيض تكلفة التنفيذ وما إلى ذلك.
ومع ذلك، ففي الوقت الراهن، يعتمد على يد الإنسان أسرع وأكثر دقة.
فإن زراعة الخضراوات تحتاج لحكم ونظرة لأخصائي، لذلك أعتقد أن “المُصنع النباتي” الخالي تمامًا من التدخل البشري سيظهر في المستقبل البعيد.
ويُقدِّم هذا الموقع محتوى متخصص في “مهارة وتقنية” الإنسان. إذا كنت مهتمًا، فيرجى التحقق مما يلي.
مستقبل أتمتة المصانع النباتية
أتمتة المصانع النباتية لديها القدرة على تغيير مستقبل الزراعة.
- معالجة نقص العمالة: تشجيع الشباب والنساء على الانخراط في الأنشطة الزراعية مما يُساهم أيضًا في توفير فرص العمل.
- تحقيق الإمدادات المستقرة: المساهمة في تحسين الاكتفاء الذاتي من الغذاء من خلال إنتاج المحاصيل الزراعية بصورة مستقرة بغض النظر عن الظروف الجوية.
- توفير منتجات زراعية عالية الجودة: توفير منتجات زراعية آمنة وموثوقة وذات جودة عالية للمستهلكين من خلال “إدارة المحاصيل الدقيقة” القائمة على البيانات.
- تقليل الضغط على البيئة: المساهمة في تقليل الضغط على البيئة من خلال الاستخدام الفعال للمياه والأسمدة وتقليل استخدام المبيدات.
الخلاصة
الأتمتة في مصنع النبات أمر ضروري لتحسين الإنتاجية، وتقليل التكاليف، وتأمين الإمدادات الثابتة.
ومن خلال تطور تكنولوجيا الروبوت، من المحتمل أن تتقدم الأتمتة أكثر وأن تغير مستقبل الزراعة بشكل كبير.
コメント