Robotics : मागील काही लेखांमध्ये कृषी यंत्रमानवांचा पेरणी, फवारणी, कापणी, सिंचनासाठी कशा पद्धतीने वापर करता येतो, याबाबतच्या तंत्रज्ञानाची आपण माहिती घेतली होती. आज आपण तण नियंत्रणासाठी यंत्रमानवाचा कशा पद्धतीने वापर केला जातो, याबाबत माहिती घेत आहोत.
शेतीमधील विविध कार्ये स्वतंत्रपणे करणाऱ्या कृषी यंत्रमानवामध्ये साधारणपणे विविध प्रणाली कार्यरत असतात. त्यामध्ये प्रामुख्याने खालील बाबींचा समावेश होतो.
१) यंत्रमानवाचे शेतामध्ये स्थान निश्‍चित करून त्याचा शेतामध्ये नियोजित केल्याप्रमाणे स्वायत्तपणे प्रवास सुलभ करणारी प्रणाली.
२) शेतामध्ये नियोजित केलेल्या क्षेत्रामध्ये निर्दिष्ट कामाचे नियोजन करण्यासाठी संगणकीय प्रणाली.
३) यंत्रमानवाचे स्वायत्त किंवा मानवचलित दूरस्थ नियंत्रण करणारी प्रणाली.
४) शेतामध्ये योजनेनुसार काम करण्यासाठी निर्णय घेणारी समर्थन प्रणाली.
५) निर्णय घेतल्याप्रमाणे नियोजित काम प्रत्यक्षपणे करणारी प्रणाली.
६) यंत्रमानव शेतामध्ये फिरताना त्यास येणारे अडथळे ओळखण्याची आणि ते टाळण्याची यंत्रणा.
('ॲग्रोवन'चं व्हॉट्सअ‍ॅप चॅनल जॉईन करण्यासाठी येथे क्लिक करा)
७) यंत्रमानवाद्वारे माहिती संकलन करणारी व संकलित माहितीचे विश्‍लेषण करणारी प्रणाली.
८) यंत्रमानव तसेच सभोवतालच्या परिसरात सुरक्षा प्रदान करणारी प्रणाली.
९) यंत्रमानवास योजलेले काम करण्यासाठी लागणाऱ्या ऊर्जेचे पुनर्भरण आणि त्याचे व्यवस्थापन करणारी प्रणाली.
१०) यंत्रमानवाचे देखरेख आणि नियंत्रण करणारी प्रणाली.
यापैकी क्रमांक ४ आणि ५ मध्ये नमूद करण्यात आलेल्या प्रणाली प्रत्येक कामासाठी भिन्न आहेत.
जसे की,
फवारणी ः ज्या क्षेत्रामध्ये फवारणीची आवश्यकता आहे ते ओळखणे व आवश्यकतेप्रमाणे फवारणी करणे.
पेरणी ः जमिनीचा पोत ओळखून त्याप्रमाणे पेरणीच्या दोन ओळींमधील तसेच एका ओळीमधील दोन बिया किंवा रोपांचे अंतर ठरविणे, त्याप्रमाणे पेरणी करणे.
पीक काढणी ः काढणी योग्य पिके ओळखणे. त्याप्रमाणे त्याची कापणी करणे, इत्यादी.
इतर प्रणाली कमी-अधिक प्रमाणात शेतीमधील सर्व प्रकारचे काम करणाऱ्या यंत्रमानवामध्ये सारख्याच असतात.
शेतामधील तण ओळखणारा यंत्रमानव ः
कृषी यंत्रमानवाद्वारे खुरपणी करावयाची असल्यास प्रथम यंत्रमानवास शेतामध्ये असणाऱ्या पिकातील तण ओळखणे आवश्यक आहे. तण ओळखण्यासाठी यंत्रमानव संवेदक, कॅमेरा, संगणकीय दृष्टी प्रणाली तसेच कृत्रिम बुद्धिमत्ता या तंत्रज्ञानाचा एकत्रित वापर पुढे नमूद केल्याप्रमाणे करतो.
अ) संगणकीयदृष्टी प्रणाली :
१) शेतामध्ये जसे आपण मुख्य पिकापासून तण ओळखू शकतो, तसेच यंत्रमानवावर स्थापित संगणकीय दृष्टी प्रणाली मुख्य पीक आणि तण यामध्ये फरक करून मुख्य पीक व तण ओळखू शकतात. त्यासाठी यंत्रमानवावर स्थापित संगणकीयदृष्टी प्रणालीचे कॅमेरे प्रथम शेतामध्ये ज्या भागात खुरपणी करावयाची आहे त्या भागाची छायाचित्रे अंकात्मक प्रतिमेच्या (Digital Image) स्वरूपात टिपतात.
२) या प्रतिमेवर संगणकीय दृष्टी आज्ञावलीद्वारे (Computer Vision Algorithm) प्रक्रिया करून मुख्य पीक व तण यामधील फरक ओळखतो. त्यासाठी प्रामुख्याने पुढील तत्त्वांचा वापर केला जातो.
- वेगवेगळ्या पिकांचा रंग, आकार, माप व पोत हा वेगवेगळा असतो. त्या वेगळेपणाद्वारे आपण विशिष्ट पिके ओळखतो. अर्थातच त्यासाठी आपण प्रशिक्षित असतो.
- संगणकीय दृष्टी प्रणालीस मुख्य पिकाच्या या वैशिष्ट्यांसंदर्भात
अंकात्मक स्वरूपात माहिती दिलेली असते. त्यास कृत्रिम बुद्धिमत्ता आधारित विशिष्ट आज्ञावलीद्वारे प्रशिक्षित केलेले असते.
- शेतामधील पिकाची वैशिष्ट्ये ही आज्ञावलीस प्रशिक्षित केलेल्या पिकासारखे असल्यास यंत्रमानवास हे पीक ‘मुख्य पीक’ आहे अशी ओळख पटते, अन्यथा यंत्रमानवास ती पिके ‘अन्य पीक’ म्हणजेच तण आहे अशी ओळख होते.
(ब) वर्णक्रमीय विश्‍लेषण (Spectral Analysis) :
१) बऱ्याच वेळा वेगवेगळ्या पिकांमधील म्हणजेच मुख्य पीक आणि अन्य पिके यामधील सूक्ष्म बदल हा मानवी डोळे आणि संगणकीयदृष्टी प्रणालीमध्ये वापरत असलेल्या कॅमेराद्वारे टिपला जाऊ शकत नाही.
२) अशावेळी मानवी डोळ्यापलीकडे काही गोष्टी टिपू शकणाऱ्या विशिष्ट वर्णक्रमीय संवेदकाद्वारे (Spectral Sensors) मानवी डोळ्यांनी दिसणाऱ्या तरंग लांबीच्या पलीकडील श्रेणी मधील माहिती गोळा केली जाते. त्या माहितीच्या विश्‍लेषणाद्वारे मुख्य पीक व तण अधिक अचूकतेने ओळखता येतात.
(क) पिकाच्या भूमितीय रचनेचे विश्‍लेषण (Analysis of Crop Geometry):
१) शेतामधील मुख्य पीक एका विशिष्ट भूमितीय रचनेमध्ये (Layout) असते. जसे दोन वनस्पतीमधील अंतर आणि वनस्पतीच्या दोन ओळींमधील अंतर हे विशिष्ट पिकांसाठी विशिष्ट असते. जर एखादी वनस्पती या रचनेच्या बाहेर उगवली असल्यास ते तण असू शकते.
२) अशा प्रकारे विशिष्ट भूमितीय रचनेच्या बाहेर असलेल्या वनस्पती ओळखण्यासाठी यंत्रमानवावर लायडर (LiDAR) प्रकारचे संवेदक बसवलेले असते. या संवेदकांद्वारे शेताची त्रिमितीय प्रतिमा (३D Image) तयार करून त्याद्वारे विशिष्ट भूमितीय रचनेच्या बाहेरील वनस्पती तण आहे हे ओळखण्यास मदत होते.
(ड) त्रिमितीय दृष्टी प्रणाली (Three Dimensional Vision System) :
१) यंत्रमानव शेतामध्ये फिरत असताना त्यास एक आज्ञा दिलेली असते, ती म्हणजे यंत्रमानवापासून विशिष्ट अंतरावरचे पीक हे मुख्य पीक अन्यथा ते अन्य पीक किंवा तण. त्यासाठी यंत्रमानवावर त्रिमितीय दृष्टी प्रणाली स्थापित केली असते.
२) या प्रणालीद्वारे यंत्रमानवावर विशिष्ट अंतराच्या बाहेर असलेली वनस्पती ही तण आहे हे ओळखण्यास मदत होते.
(इ) ध्वनिलहरी प्रणाली (Soundwave System):
१) यामध्ये यंत्रमानवावर विशिष्ट प्रकारची ध्वनिलहरी मोजणारे संवेदक बसविलेले असते. हे संवेदक उच्च वारंवारिता ध्वनिलहरी (High Frequency Sound Waves) उत्सर्जित करतात. त्या परत येण्यासाठी लागणारा वेळ मोजतात.
२) ही माहिती यंत्रमानवास त्याच्या सभोवतालच्या वस्तूचे अंतर मोजण्यास मदत करतात. त्याचा उपयोग तण ओळखण्यासाठी केला जाऊ शकतो.
(फ) वेगवेगळ्या संवेदकांचे एकत्रीकरण (Sensor Fusion):
१) प्रगत स्वायत्त यंत्रमानव वर नमूद केलेल्या संवेदकांपैकी एकापेक्षा अधिक संवेदकांचा वापर करू शकतात. जसे की संगणकीय दृष्टी प्रणालीद्वारे मुख्य पीक आणि तण यामधील फरक ओळखणे.
२) लायडर संवेदकाद्वारे विशिष्ट भूमितीय रचनेच्या बाहेर असणारे पीक ओळखणे. याद्वारे संगणकीय दृष्टी प्रणाली ही मुख्य पिकाच्या जवळ असलेले तण ओळखण्यास मदत करते.लायडर प्रकारचे संवेदक शेतामध्ये इतरत्र उगवलेल्या तणांची ओळख करण्यास मदत करते.
(ग) वैश्‍विक स्थान निश्‍चितीकरण किंवा वैश्‍विक दळणवळण उपग्रह प्रणाली (GPS or GNSS):
१) या तंत्रज्ञानाच्या वापराने शेतामधील तणांच्या स्थानाची अचूक ओळख करता येते. यंत्रमानवास त्या तणांकडे जाण्याचा मार्ग निश्‍चित करण्यास मदत होते.
(ह) यंत्र प्रशिक्षण व कृत्रिम बुद्धिमत्ता आज्ञावली (Machine Learning and Artificial Intelligence Algorithms) :
१) यंत्रमानवावर स्थापित प्रणाली आणि संवेदकांनी गोळा केलेल्या माहितीद्वारे निर्दिष्ट वनस्पती मुख्य पिकाचा भाग आहे की तणाचा, याचा निर्णय घेण्यासाठी यंत्र प्रशिक्षण आणि कृत्रिम बुद्धिमत्ता आज्ञावलीचा उपयोग होतो.
अर्थातच या आज्ञावलीस मुख्य पीक आणि अन्य पीक या दोन्हींच्या अंकात्मक प्रतिमा असलेल्या मोठ्या माहितीच्या संचावर प्रशिक्षित केले असतात, की ज्यामुळे त्यांना मुख्य पीक आणि तण यांची वैशिष्ट्ये जाणून ती ओळखण्यास मदत होते.
--------
टीप ः लेखाच्या पुढील भागात यंत्रमानवाने स्वायत्तपणे शेतामधील तण ओळखून त्यांचे स्थान निश्‍चित केल्यावर त्यांची काढणी कशी केली जाते, याची माहिती घेणार आहोत.
Read the Latest Agriculture News in Marathi & Watch Agriculture videos on Agrowon. Get the Latest Farming Updates on Market Intelligence, Market updates, Bazar Bhav, Animal Care, Weather Updates and Farmer Success Stories in Marathi.
ताज्या कृषी घडामोडींसाठी फेसबुक, ट्विटर, इन्स्टाग्राम , टेलिग्रामवर आणि व्हॉट्सॲप आम्हाला फॉलो करा. तसेच, ॲग्रोवनच्या यूट्यूब चॅनेलला आजच सबस्क्राइब करा.
