اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت:  باز

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1401/05/23

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1401/06/06

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166539734 – 02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir

خلاصه فناوری

کشاورزی به روش سنتی دارای محدودیت‌های بسیاری در حوزه برداشت محصولات است، که از جمله آن‌ها می‌توان به کمبود و خستگی نیروی کار و همچنین اتلاف درصد زیادی از محصولات به دلیل عدم برداشت در زمان مناسب اشاره کرد. استفاده از ربات‌های خودکار در حوزه کشاورزی یکی از جدیدترین شاخه‌های فناوری رباتیک و آینده این حوزه بوده به‌طوری که به دنبال رفع محدودیت‌های ذکر شده در آن می‌باشد.

طرح پیشنهادی حاضر، طراحی یک ربات‌ جهت برداشت فلفل‌های دلمه‌ای رنگی گلخانه‌ای بر پایه پردازش تصویر است. بدین منظور در مرحله اول یک ربات بازو (با اولویت بر تعمیر یک نمونه موجود در آزمایشگاه رباتیک دانشگاه صنعتی شریف، ساخت یک نمونه با ویژگی‌های مورد نیاز و یا اجاره یک ربات بازوی موجود در کشور) تهیه خواهد شد. گام بعدی، طراحی و ساخت عملگر نهایی مناسب جهت برداشت فلفل‌های دلمه‌ای گلخانه‌ای و نصب آن بر روی ربات بازو است. در ادامه با بهره‌گیری از الگوریتم‌های پردازش تصویر، موقعیت دقیق میوه‌های رسیده شناسایی شده و توسط عملگر نهایی ربات برداشت می‌شوند. در انتها نیز می‌توان عملکرد ربات را در محیط گلخانه به صورت عملی آزمایش کرد. 

درباره تیم پژوهشی

سوابق عرضه‌کننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی

این تیم، متشکل از اعضاء آزمایشگاه رباتیک کشاورزی و دانش‌آموختگان دانشگاه صنعتی شریف با بهره جستن از فناوری‌های روز و با توجه به حجم زیاد سطح زیر کشت کشور، به دنبال به‌روز کردن صنعت کشاورزی هستند و فعالیت‌های متعددی در حوزه کشاورزی هوشمند انجام داده‌اند که ازجمله آن‌ها، می‌توان به کشاورزیار رباتیک شریف اشاره نمود.

در رابطه با طرح پژوهشی حاضر، این تیم تجربیات ارزشمندی در حوزه طراحی و ساخت انواع ربات‌های خاص منظوره از جمله ربـات‌های اجتماعی، ربات‌های پرنده، کنترل بازوهای رباتیکی در کاربردهای خودروسازی، اجتماعی، پزشکی و … داشته‌اند. همچنین در زمینه ربات برداشت میوه، این تیم پژوهشی با یکی از دانشگاه‌های چین، همکاری خود را آغاز کرده است.

ضرورت مسئله

 در کشاورزی به روش سنتی، به دلیل کمبود نیروی کار و خستگی کارگر در اثر کار کردن در ساعات متوالی، میزان برداشت محصول روزانه از مقدار مشخص و محدودی فراتر نمی‌رود. با توجه به اینکه بسیاری از محصولات کشاورزی در صورت عدم برداشت در بازه زمانی مناسب از بین می‌روند، هر ساله در کشور با اتلاف بخشی از محصولات کشاورزی روبرو هستیم. جهت حل این مشکل، بهره‌گیری از سامانه‌های هوشمند رباتیک در افزایش بازدهی برداشت محصولات کشاورزی در دنیا به صورت جدی مورد توجه قرار گرفته است و انتظار می‌رود که پلتفرم‌های رباتیک به کمک کشاورزان آمده و بازدهی برداشت محصولات را بالاتر برند.  

مطالعات بسیاری، بازدهی اقتصادی استفاده از ربات‌های کشاورزی را تـایید کرده‌اند؛ بـه عنوان نمونه موسسه مشاوره کسب و کار Bluewave پیش بینی کرده است که تا سال 2028، حجم بازار جهانی ربات‌های کشاورزی از 81 میلیارد دلار پیشی خواهد گرفت.

محصولاتی مانند سیب‌زمینی و گندم همیشه به صورت مکانیکی در مقیاس بزرگ برداشت شده‌اند، اما بسیاری از محصولات دیگر از جمله میوه‌ها و سبزیجات گلخانه‌ای (نظیر فلفل دلمه‌ای، گوجه فرنگی، خیار، تمشک و توت فرنگی)، با این روش‌ها به سادگی قابل برداشت نیستند و به راحتی آسیب می‌بیند. در نتیجه برداشت آن به صورت ربـاتیک نیز با چالش‌های خاص خود روبرو می‌باشد.

مسئله اصلی تحقیق

طرح پیشنهادی، طراحی و سـاخت یک بازوی رباتیک جهت برداشت فلفل‌ دلمه‌ای رنگی و گلخانه‌ای می‌باشد. دوربین‌ها و سنسورهایی که روی بازوی رباتیک تعبیه می‌شوند، قادر به تشخیص محل میوه‌ها و میزان رسیده بودن آن‌ها (بـا توجه به رنگ و ابعاد آن‌ها) می‌بـاشند. این اطلاعات کمک می‌کند تـا ربات تنها برای چیدن فلفل‌های دلمه‌ای رسیده اقدام کند و میوه‌های نارس تا زمان رسیدن همچنان بر سر شاخه بمانند. مشخصات محـل قرارگیری میوه‌های رسیده به بازوی رباتیکی ارسال می‌شود تا عملگر نهایی به سمت میوه حرکت نموده، آن را با نیروی مناسب و بدون آسیب به میوه از شاخه جدا نماید و به مخزن میوه‌های چیده شده منتقل کند. در برنامه توسعه‌ای این ربـات، پلتفرم سیار رباتیک نیز جهت حرکت مجموعه در فاصله بین بوته‌ها طراحی و ساخته و بازوی رباتیک بر روی آن نصب خواهد شد. در شکل زیر نمونه‌هایی از محصولات ساخته شده در دنیا در این زمینه نمایش داده شده‌اند.

مشخصات فنی برآورد شده از ربات مورد نظر (پلتفرم سیار و ربات بازو) در جداول زیر ارائه شده است:

مزایا

  • افزایش سرعت برداشت
  • کاهش هزینه‌های برداشت
  • قابلیت گسترش فعالیت به برداشت سایر محصولات گلخانهای نظیر گوجه، خیار و …
  • کسب دانش فنی در حوزه برداشت خودکار محصولات کشاورزی

کاربردها

  • برداشت خودکار محصول فلفل دلمهای
  • تشخیص رسیده بودن، ابعاد و رنگ فلفل دلمهای

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • تشخیص خودکار رسیده بودن فلفل دلمهای
  • کنترل بازو برای برداشت میوه
  • طراحی و پیادهسازی عملگر نهایی ربات مناسب برای جداسازی محصول
  • تشخیص ابعاد و رنگ فلفل دلمهای

هزینه و زمان اجرای طرح

  • هزينه اجراي طرح در بازه 500 تا 700 ميليون تومان برآورد می‌شود.
  • مدت‌زمان اجراي طرح 12 الی 15 ماه برآورد می‌شود.

تسهیم مالیک فکری

  • مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سـهیم خواهـد بـود و انتشـار مقالـه مشـترک توسـط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلـی و خارجـی، ارائه مقالـه در کنفرانس‌هـا و سـمینارها بـا موافقـت و اشـاره بـه نـام همـه دست‌اندرکاران مجـاز خواهـد بود.
  • مالکیـت منافـع مـادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و با توجه به سهم آورده نقدی و غیر نقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل‌مذاکره و توافق است).

ارسال درخواست

  • درخواست‌های مشـارکت صرفاً بایـد در چارچوب موردنظر صنـدوق نوآوری و شـکوفایی، تدویـن و حداکثـر تـا تاریـخ 1401/06/06 در سـامانه غـزال صنـدوق نوآوری و شـکوفایی به نشـانی inif.ir ثبت شوند. درخواست‌هایی کـه در چارچوبـی غیرازآن، یـا بـه روش‌های دیگـر بـه دسـت صنـدوق نـوآوری و شـکوفایی برسـند، وارد فراینـد ارزیابـی نخواهنـد شـد.