إن تعلم كيفية المناورة بالجوانب عالية الخطورة في الصناعة الزراعية يأخذ معنى جديدًا لطلاب ولاية ميسيسيبي من خلال الواقع الافتراضي ثلاثي الأبعاد ومبادرة تكنولوجيا صانعي المستقبل بالجامعة.
صوبة زجاجية محاكاة فريدة من نوعها ، على وشك الانتهاء وتم تطويرها من خلال جهود التعاون بين الكليات للمبادرة ، لن تمنح المزارعين المستقبليين فقط أداة أكثر أمانًا ، ولكنها ستعيد تحديد الوقت الذي يستغرقه التحليل إنتاج المحاصيل. المشروع عبارة عن شراكة بين قسم علوم النبات والتربة بجامعة MSU في كلية الزراعة وعلوم الحياة ومركز أنظمة المركبات المتقدمة.
بتمويل من منحة فيدرالية ، المحقق الرئيسي هو أميليا فوكس ، أستاذة إكلينيكية في علوم النبات والتربة ، قالت إنه على عكس أي دفيئة تقليدية في الحرم الجامعي ، فإن نظام الحالة الخاضعة للرقابة هذا في 3-D سيمنح الطلاب وصولاً كاملاً لقيادة الضوابط البيئية.
"باستخدام الواقع الافتراضي ، يمكننا التعامل مع تعليم المشاريع الزراعية عالية المخاطر ، والتي تُعرّف بأنها أي شيء يمكن أن يؤدي إلى خسارة كبيرة - من فقدان الأرواح أو الأطراف إلى فقدان الإنتاج أو المعدات أو الإمدادات. من كيفية التحكم في دفيئة أو بيت دواجن إلى كيفية تشغيل جرار ، يمكن للواقع الافتراضي أن يساعد الطلاب على تعلم كيفية التنقل في المواقف عالية الخطورة بأمان ، "قال فوكس. "نريد أن يتمكن الطلاب من الوصول إلى الفشل. كلما زادت معرفتك بالفشل ، زادت احتمالية تفاديه ".
قال فوكس إن جائحة COVID-19 أظهر الحاجة إلى هذا النوع من التكنولوجيا.
قال فوكس: "أحد الجوانب الفضية لوباء COVID-19 هو أنه أظهر لنا كيف يمكن للتكنولوجيا أن تعزز التعلم وجهًا لوجه ، والذي له حدود".
قال دانييل كاروث ، أستاذ باحث مشارك في CAVS ، إن الفريق اقترب من النموذج الأولي في ثلاثة أجزاء ، ونمذجة الدفيئة نفسها مع إعدادات درجة الحرارة والماء والمغذيات أولاً قبل تطوير لوحة التحكم وواجهة المستخدم.
"الهدف من الواقع الافتراضي هو منح الطلاب إمكانية الوصول إلى شيء لا يمكنهم بالضرورة الوصول إليه بطريقة أسرع. باستخدام هذا النظام ، يمكن للطلاب الآن إكمال زراعة المحاصيل ونموها وحصادها في غضون ساعات مقارنة بالأشهر التي تستغرقها في العالم الحقيقي. "
يتم الآن تحسين النموذج الأولي للفريق بواسطة شركة Pulseworks، LLC ، الشركة الرائدة عالميًا في أجهزة محاكاة الحركة. بعد ذلك ، سيستخدم ريتشارد هاركس ، أستاذ علوم النبات والتربة ، التكنولوجيا في دورة إنتاج المحاصيل المسببة للاحتباس الحراري ، ونأمل أن يتم ذلك بحلول فصل الخريف القادم.
سيقوم الطلاب بزراعة السبانخ والخس والطماطم في دفيئة افتراضية من البذور إلى السوق ، ووضع ضوابط بيئية ثم فحص وتغذية وسقي محاصيلهم ، أثناء استكشاف أخطاء الحشرات وضغط الأمراض والمزيد. سيختبر الفريق أيضًا فعالية النظام من خلال قياس مقدار ما يتعلمه الطلاب منه.
قال هاركس إن التكنولوجيا تضع الطلاب بشكل فريد في اكتساب الخبرة العملية في التلاعب بالضوابط الدفيئة ، وهو شيء لم يكن لديهم إمكانية الوصول إليه حتى هذه المرحلة.
"حتى في بيئة الكلية ، لا يتمكن الطلاب من الوصول إلى عناصر التحكم في الدفيئة التقليدية لأن خطأ واحدًا صغيرًا يمكن أن يقتل عددًا كبيرًا من النباتات. في البيئة التجارية ، تكون المخاطر أكبر مع احتمال خسارة عشرات الآلاف من الدولارات في بيئة الإنتاج إذا حدث تلف للمحاصيل ". "بينما يقوم كل طالب من طلابي بزراعة محصول من البذور إلى السوق في بيئة دفيئة تقليدية ، فإن كل ما يتعلمونه عن نظام التحكم كان نظريًا حتى الآن."
قال هاركس إن الوصول إلى النتائج الواقعية في بيئة افتراضية هو أكثر ما يثيره بشأن التكنولوجيا.
"سيتمكن الطلاب من معرفة خصوصيات وعموميات الضوابط البيئية بما في ذلك الإضاءة والتبريد والتدفئة والتظليل والمزيد. إن تطوير مجموعة المهارات المتقدمة هذه يساعدهم بدوره على النمو مهنيًا ، والتقدم بشكل أسرع في القوى العاملة ". "إن إمكانية وضع طلابنا في موقف يكونون فيه مسؤولين عن دفيئة تزرع محاصيل متعددة يمنحهم إحساسًا حقيقيًا بما سيفعلونه بمجرد خروجهم في الحقل للعمل في بيئة إنتاج."
يتم تمويل المشروع من خلال منحة المعهد الوطني للأغذية والزراعة التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية لمدة ثلاث سنوات ، والتي تستمر حتى يوليو 2022 وهي من مبادرة المعلوماتية والأدوات الخاصة بالأغذية والزراعة (FACT).
يشمل المتعاونون كريستوفر هدسون ، مهندس أبحاث CAVS ينفذ نماذج درجة الحرارة ونمو النبات للاحتباس الحراري الافتراضي ، وشوتشيسنيجدها ديب من جامعة تكساس في أرلينغتون ، الذي يعمل مع محققي جامعة ولاية ميشيغان لتقييم تصميم وتطبيق الدفيئة الافتراضية في قاعة الدراسة. بالإضافة إلى Pulseworks ، يشمل شركاء الصناعة Wadsworth Control Systems ، التي تطور أنظمة أتمتة الدفيئة ، بما في ذلك التحكم في المناخ وأنظمة الستائر وأتمتة الفتحات و Chore-Time ، وهي قسم من Chore Time Brock ، المصمم العالمي الرائد والمصنع والمسوق للأنظمة الزراعية والحلول.
لمعرفة المزيد عن المشروع ، قم بزيارة www.futuregrowers.cals.msstate.edu. لمزيد من المعلومات حول قسم علوم النبات والتربة ، قم بزيارة www.pss.msstate.edu. CAVS متصل على www.cavs.msstate.edu.