نوجوان کرمانی ربات چمنزن مقاوم به شیب و شرایط سخت محیطی طراحی کرد
استفاده از تجهیزات خودکار در نگهداری فضاهای سبز میتواند بخشی از فعالیتهای تکراری و زمانبر را کاهش دهد. مهدی اسدی، طراح این ربات از شهرستان شهربابک استان کرمان، در گفتوگو با خبرنگار آناتک درباره ایده شکلگیری دستگاه، نحوه تشخیص محیط، فرایند چمنزنی و چالشهایی که در مسیر طراحی آن با آنها روبهرو شده است، توضیح داد.
ایده ساخت این دستگاه از کجا شکل گرفت و چه کاری انجام میدهد؟
ایده من مربوط به دستگاهی است که هم قابلیت چمنزنی و هم علفزنی دارد. یکی از مسائلی که در فضاهای سبز وجود دارد این است که وقتی چمنها بلند میشوند، ممکن است اشیای تیز مانند شیشه یا اجسام دیگر میان آنها قرار گرفته باشد. در زمینهای کشاورزی نیز گاهی علفها بیش از حد رشد میکنند و کشاورز برای کوتاه کردن آنها مجبور است از تجهیزات سنگین یا دستگاههایی استفاده کند که سوخت مصرف میکنند.
این دستگاه طوری طراحی شده که بدون نیاز به دخالت مستقیم و مداوم نیروی انسانی شروع به کار کند و چمنها یا علفهای مزرعه را کوتاه کند. به این ترتیب، بخشی از فرایند نگهداری فضای سبز یا زمین کشاورزی با استفاده از یک دستگاه خودکار انجام میشود و نیاز به حضور دائمی کاربر در کنار ربات کاهش پیدا میکند. در کنار این قابلیت، امکانات دیگری هم برای هوشمندتر شدن عملکرد دستگاه در نظر گرفته شده است.
ربات چگونه محیط را بررسی میکند و عملیات برش را انجام میدهد؟
ربات در مرحله نخست محیط اطراف را بررسی میکند. برای این کار از سنسور لایدار و برد رزبری پای استفاده شده است. رزبری پای نقش بخش پردازشی دستگاه را دارد و اطلاعات دریافتشده از محیط را تحلیل میکند. این اطلاعات به ربات کمک میکند تا پیش از شروع عملیات، شرایط مسیر و محدودهای را که قرار است در آن حرکت کند بهتر شناسایی کند.
ربات با استفاده از این تجهیزات محیط را میسنجد و مناطق ممنوعه یا موانع موجود در مسیر را مشخص میکند. پس از پایان مرحله بررسی، وارد مرحله برش میشود و براساس نیاز کاربر، چمنها یا علفهای موجود در محدوده را کوتاه میکند؛ بنابراین دستگاه ابتدا مسیر حرکت و محدوده کاری خود را بررسی میکند و سپس عملیات را در همان محدوده ادامه میدهد.
در واقع عملکرد دستگاه در دو مرحله انجام میشود؛ ابتدا محیط را میشناسد و موانع را بررسی میکند و سپس عملیات چمنزنی یا علفزنی را انجام میدهد. استفاده از این فرایند باعث میشود ربات هنگام حرکت، آگاهی بیشتری از محیط اطراف داشته باشد و احتمال برخورد آن با موانع کاهش پیدا کند.
دستگاه پس از کوتاه کردن چمنها و علفها چه کاری انجام میدهد؟
یکی از قابلیتهایی که برای این دستگاه در نظر گرفتهام، مالچپاشی است. پس از اینکه ربات چمنها یا علفها را کوتاه کرد، آنها را با استفاده از محفظهای که عملکردی شبیه جاروبرقی دارد جمعآوری میکند. این بخش باعث میشود مواد بریدهشده در محیط پراکنده نشوند و برای مرحله بعدی در داخل دستگاه باقی بمانند. مواد جمعآوریشده بعد از آن خرد و ریز میشوند و دوباره در همان محدوده میان چمنها یا علفها پخش میشوند. هدف این است که این مواد خردشده بتوانند بهعنوان کود طبیعی در محیط باقی بمانند و بهجای دور ریخته شدن، دوباره مورد استفاده قرار گیرند. در نتیجه، دستگاه علاوه بر کوتاه کردن چمن و علف، بخشی از مواد حاصل از برش را نیز به چرخه طبیعی محیط بازمیگرداند.
دستگاه در چه شرایط محیطی میتواند کار کند؟
در طراحی ربات تلاش شده مقاومت آن در برابر شرایط مختلف محیطی افزایش پیدا کند. دستگاه در برابر گردوخاک مقاوم است، نسبت به باران حساسیت کمتری دارد و برای تحمل دما تا حدود ۵۰ درجه سانتیگراد طراحی شده است. این ویژگیها برای استفاده از ربات در محیطهای باز اهمیت دارد؛ زیرا دستگاه ممکن است در پارکها، زمینهای کشاورزی یا فضاهایی کار کند که در معرض تغییرات آبوهوایی قرار دارند. ساختار چرخها و بدنه نیز با هدف افزایش پایداری طراحی شده تا احتمال واژگونی ربات در زمان کار کاهش پیدا کند. مجموعه این قابلیتها در کنار تشخیص هوشمند محیط و مالچپاشی، بخشهای اصلی طراحی این دستگاه را تشکیل میدهند.
در مسیر طراحی ربات با چه مشکلاتی روبهرو شدید؟
یکی از اولین مشکلاتی که با آن روبهرو شدم، حرکت ربات روی سطوح شیبدار بود. شیب در بعضی شرایط میتوانست باعث واژگونی دستگاه شود و ادامه حرکت آن را با مشکل مواجه کند. برای رفع این مسئله از جک هیدرولیک استفاده کردم که امکان تغییر ارتفاع تا حدود ۱۵ سانتیمتر را فراهم میکند. این قابلیت به دستگاه کمک میکند هنگام حرکت روی سطوح مختلف، تعادل بیشتری داشته باشد.
در کنار آن، سنسور لایدار و دوربین دستگاه نیز برای تشخیص بهتر شرایط محیط و کمک به جلوگیری از واژگونی مورد استفاده قرار میگیرند. این تجهیزات وضعیت مسیر و موانع اطراف را بررسی میکنند تا ربات بتواند با آگاهی بیشتری حرکت کند. در طراحی چرخها نیز از آجهای بزرگ و پهن استفاده شده تا پایداری دستگاه هنگام حرکت روی زمین بیشتر شود و چرخها در سطوح مختلف عملکرد مناسبتری داشته باشند.
انتهای پیام/
