سهم مهندسی مکاترونیک در پیشرفت کشاورزی

پیوند کشاورزی با مهندسی الکترونیک و مکانیک

زنجیره تولید غذا، از ضروری‌ترین امور موردنیاز تمدن‌ها در طول تاریخ جوامع بشری بوده و روز به روز هم بر اهمیت و ضرورت تأمین پایداری آن افزوده شده است. چنانکه امروزه و در قرن بیست و یکم، امنیت غذایی یکی از موضوعات مهم جهانی به‌حساب می‌آید. به‌منظور تأمین تداوم و امنیت این زنجیره مهم، روش‌های مرسوم و سنتی، دیگر جوابگوی نیازهای روز نبوده و لذا راه‌کارها و شیوه‌های نوینی را در باید در امر تولید جستجو کرد.

در این راستا مفاهیمی چون کشاورزی صنعتی و کشاورزی دقیق به‌طور روزافزونی موردتوجه قرار دارند. هدف از کشاورزی صنعتی، استفاده از کشاورزی دانش‌محور و مبتنی بر مکانیزاسیون و همچنین استفاده از فناوری‌های نوین و دانش مهندسی به‌منظور افزایش تولید محصولات و کاهش هزینه‌ تولید آن‌ها است. کشاورزی دقیق نیز، برپایه فناوری اطلاعات و در چارچوب اصول توسعه کشاورزی پایدار با جمع‌آوری و ذخیره‌سازی اطلاعات مکانی و پردازش داده‌ها، موجب کاربرد بهینه عوامل و نهادهای تولید با هدف افزایش بهره‌وری و کاهش مخاطرات زیست‌محیطی می‌شود.

به‌منظور تأمین تداوم و امنیت این زنجیره مهم، روش‌های مرسوم و سنتی، دیگر جوابگوی نیازهای روز نبوده و لذا راه‌کارها و شیوه‌های نوینی را در باید در امر تولید جستجو کرد.

اما یکی از حوزه‌های جدید و بین‌رشته‌ای در این رابطه، مهندسی مکاترونیک است که در سالیان اخیر پا به عرصه‌های کشاورزی گذاشته است. بهره‌مندی از مهندسی مکاترونیک در ماشین‌ها، می‌تواند به‌عنوان تغییر روشی نوین در راستای عبور از مکانیزاسیون متداول به پیشرفته در سطح کشور ایران در نظر گرفته شود و درنهایت سبب ارتقا روش تولید و تسریع در عبور از فرآیندهای مرسوم شود.

در این خصوص، محققینی از موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی از زیرمجموعه‌های سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج وزارت جهاد کشاورزی، تلاش نموده‌اند تا در قالب مقاله‌ای علمی مروری، ضمن معرفی و شناخت این حوزه جدید، به اهمیت، کاربرد و تأثیرات فناوری‌های نوین مرتبط با مهندسی مکاترونیک در راستای نیل به توسعه حوزه کشاورزی صنعتی بپردازند.

مهندسی مکاترونیک (یا مهندسی مکانیک و الکــترونیک) درواقع، تلفیقی از سه رشته مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است. این رشته سعی بر آن دارد تا نگاهی یکپارچه به سیستم‌های تشکیل‌شده از اجزای مکانیکی - الکترونیکی - کنترلی و همچنین نرم‌افزاری داشته باشد.

به گفته جلال کفاشان و نیکروز باقری، نویسندگان این مقاله: «یکی از دلایل رشد کشاورزی دقیق در میان دانشمندان و کشاورزان، پیشرفت فناوری در زمینه‌های مختلف ازجمله سیستم تعیین مختصات جغرافیایی یا جی‌پی‌اس، حسگرها، عکس‌های هوایی یا ماهواره‌ای (یا سنجش از راه دور) و تسهیلات مدیریت اطلاعات جغرافیایی بوده است».

این محققان، کاربردهای مهندسی مکاترونیک را در کشاورزی صنعتی شامل موارد زیر می‌دانند: ماشین‌های کشاورزی خودگردان پیشرفته، سامانه‌های خاک‌ورزی، سامانه‌های کاشت و داشت محصولات، سامانه‌های برداشت و سنجش‌های کشاورزی.

کفاشان و باقری البته چالش‌هایی را نیز برای مهندسی مکاترونیک و سامانه‌های هوشمند در کشاورزی بیان کرده‌اند که شامل: محدود بودن قابلیت اطمینان در سامانه‌های مکاترونیکی و هوشمند، آموزش تخصص و دستورالعمل برای استفاده از سامانه‌های مکاترونیکی، مدیریت بهره‌برداری و تعمیرات و نگهداری در این سامانه‌ها، واردات بدون تدبیر و آینده‌نگری و راهکارهای توسعه‌ای برای سامانه‌های مکاترونیکی در کشاورزی هستند.

بررسی‌ها نشان می‌دهد برای حفظ ثبات، پویایی و پیشرفت، تغییر و تحول سازنده در امر توسعه صنعت کشاورزی اجتناب‌ناپذیر است. همین نیاز به تحول پیشرو نیز خود متناسب با زمان و مکان در حال تغییر است. لذا شناخت و بررسی کاربرد سامانه‌های مکاترونیکی در کشاورزی سبب می‌شود تا با شناخت بهتر به استفاده و یا ورود این فناوری‌های نوین نگریسته شود.

کفاشان و همکارش اعتقاد دارند: «استفاده از ویژگی‌ها و توانمندی‌های فناوری و سامانه‌های مکاترونیکی در ماشین‌ها و سامانه‌های کشاورزی، می‌تواند به انجام به‌موقع عملیات مختلف کشاورزی (از خاک‌ورزی تا برداشت)، مدیریت بهتر، افزایش بهره‌وری و تولید پایدار، افزایش یکنواختی و کنترل بهتر تولید محصولات کشاورزی به‌خصوص برای سطوح وسیع زیر کشت منجر شود».

آن‌ها می‌افزایند: «همچنین استفاده از توانمندی‌های مهندسی مکاترونیک به همراه آموزش در به‌کارگیری برای تولید در مقیاس صنعتی و توسعه کشاورزی صنعتی و مکانیزاسیون، امری گریزناپذیر است. بااین‌حال از چالش‌ها و مسائل جانبی ناشی از به‌کارگیری سامانه‌های مکاترونیکی در تولید محصولات کشاورزی نباید غفلت نمود».

یافته‌های این پژوهش که می‌تواند کمک شایانی در نگرش بهتر به افق‌های جدید برای دستیابی به کشاورزی صنعتی، توسعه پایدار و افزایش بهره‌وری فراهم آورد، در فصل‌نامه «توسعه تکنولوژی صنعتی» وابسته به پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی منتشر شده است.

گزارش: دکتر محمدرضا دلفیه

منبع: کفاشان، ج. و باقری، ن. 1397. کاربرد مهندسی مکاترونیک در توسعه فناوری ماشین آلات کشاورزی صنعتی (چالش‌ها و راه‌کارها). توسعه تکنولوژی صنعتی، 16(31): 68-55.