Nauka manewrowania w niebezpiecznych aspektach przemysłu rolniczego nabiera nowego znaczenia dla studentów stanu Mississippi dzięki wirtualnej rzeczywistości 3D i uniwersyteckiej inicjatywie Future Growers Technology Initiative.
Jedyna w swoim rodzaju symulowana szklarnia, zbliżająca się do ukończenia i opracowana dzięki współpracy między uczelniami w ramach inicjatywy, nie tylko zapewni przyszłym rolnikom bezpieczniejsze i najnowocześniejsze narzędzie, ale zredefiniuje czas potrzebny na analizę produkcja roślinna. Projekt realizowany jest w partnerstwie Wydziału Nauk o Roślinach i Glebie MSU w Wyższej Szkole Rolniczo-Przyrodniczej oraz Centrum Zaawansowanych Systemów Pojazdowych.
Głównym badaczem, finansowanym z grantu federalnego, jest Amelia Fox, profesor kliniczny nauk o roślinach i glebie, która powiedziała, że w przeciwieństwie do konwencjonalnej szklarni na kampusie, ten kontrolowany system warunków w 3D zapewni studentom pełny dostęp do kontroli środowiska.
„Dzięki rzeczywistości wirtualnej możemy zająć się nauczaniem przedsiębiorstwa rolniczego wysokiego ryzyka, definiowanego jako wszystko, co może spowodować znaczne straty — od utraty życia lub kończyn po utratę produkcji, sprzętu lub materiałów eksploatacyjnych. Od tego, jak sterować szklarnią lub kurnikiem, po obsługę ciągnika, wirtualna rzeczywistość może pomóc uczniom nauczyć się bezpiecznie poruszać w sytuacjach wysokiego ryzyka” – powiedział Fox. „Chcemy, aby uczniowie mieli dostęp do porażki. Im większą wiedzę na temat porażki zdobędziesz, tym większe prawdopodobieństwo, że uda ci się jej uniknąć”.
Fox powiedział, że pandemia COVID-19 dodatkowo wykazała potrzebę tego typu technologii.
„Jednym z pozytywnych aspektów pandemii COVID-19 jest to, że pokazała nam, w jaki sposób technologia może poprawić uczenie się twarzą w twarz, co ma swoje ograniczenia” – powiedział Fox.
Daniel Carruth, profesor nadzwyczajny ds. badań w CAVS, powiedział, że zespół podszedł do prototypu w trzech częściach, modelując samą szklarnię z ustawieniami temperatury, wody i składników odżywczych przed opracowaniem panelu sterowania i interfejsu użytkownika.
„Celem wirtualnej rzeczywistości jest umożliwienie uczniom szybszego dostępu do czegoś, do czego niekoniecznie mieliby dostęp. Dzięki temu systemowi uczniowie mogą teraz ukończyć sadzenie, wzrost i zbiory w ciągu kilku godzin w porównaniu do miesięcy, jakie zajmuje to w prawdziwym świecie”.
Prototyp zespołu jest obecnie udoskonalany przez Pulseworks, LLC, światowego lidera w dziedzinie symulatorów ruchu. Następnie Richard Harkess, profesor nauk o roślinach i glebie, zastosuje tę technologię na swoim kursie dotyczącym produkcji upraw szklarniowych, miejmy nadzieję, że w nadchodzącym semestrze jesiennym.
Uczniowie będą uprawiać szpinak, sałatę i pomidory w wirtualnej szklarni od nasion do sprzedaży, ustalając kontrolę środowiska, a następnie sprawdzając, karmiąc i podlewając swoje uprawy, jednocześnie rozwiązując problemy z presją na owady i choroby i nie tylko. Zespół przetestuje również skuteczność systemu, mierząc, ile uczniowie się z niego uczą.
Harkess powiedział, że technologia w wyjątkowy sposób umożliwia uczniom zdobycie praktycznego doświadczenia w manipulowaniu elementami kontrolnymi szklarni, do czego do tej pory nie mieli dostępu.
„Nawet na uczelni studenci nie mają dostępu do elementów sterujących w konwencjonalnej szklarni, ponieważ jeden mały błąd może zabić dużą liczbę roślin. W środowisku komercyjnym stawka jest jeszcze wyższa, a w przypadku uszkodzenia upraw istnieje ryzyko utraty dziesiątek tysięcy dolarów w środowisku produkcyjnym” – powiedział Harkess. „Podczas gdy każdy z moich uczniów uprawia plon od nasion do sprzedaży w konwencjonalnej szklarni, wszystko, czego dowiadują się o systemie kontroli, było do tej pory teoretyczne”.
Harkess powiedział, że dostęp do rzeczywistych konsekwencji w środowisku wirtualnym jest tym, co najbardziej go ekscytuje w tej technologii.
„Uczniowie będą mogli poznać tajniki kontroli środowiska, w tym oświetlenia, chłodzenia, ogrzewania, zacieniania i innych. Rozwijanie tego zaawansowanego zestawu umiejętności z kolei pomaga im rozwijać się zawodowo i szybciej awansować na rynku pracy” – powiedział. „Możliwość postawienia naszych uczniów w sytuacji, w której będą odpowiadać za szklarnię, w której uprawia się wiele roślin, daje im prawdziwy obraz tego, co będą robić, gdy będą w terenie, pracując w środowisku produkcyjnym”.
Projekt jest finansowany z trzyletniego grantu USDA Narodowego Instytutu Żywności i Rolnictwa, który jest realizowany do lipca 2022 r. i pochodzi z inicjatywy Cyberinformatyki i Narzędzi ds. Żywności i Rolnictwa (FACT).
Wśród współpracowników są Christopher Hudson, inżynier naukowy CAVS wdrażający modele temperatury i wzrostu roślin w wirtualnej szklarni oraz Shuchisnigdha Deb z University of Texas w Arlington, który współpracuje z badaczami z MSU nad oceną projektu i zastosowania wirtualnej szklarni w klasa. Oprócz Pulseworks do partnerów branżowych należy firma Wadsworth Control Systems, która opracowuje systemy automatyki szklarniowej, w tym sterowanie klimatem, systemy kurtynowe i automatykę wentylacyjną, oraz Chore-Time, oddział Chore Time Brock, wiodącego światowego projektanta, producenta i sprzedawcę systemów rolniczych. i rozwiązania.
Więcej o projekcie na stronie www.futuregrowers.cals.msstate.edu. Więcej informacji o Wydziale Nauk o Roślinach i Glebie na stronie www.pss.msstate.edu. CAVS jest online pod adresem www.cavs.msstate.edu.