Η εκμάθηση πώς να χειρίζεστε τις πτυχές υψηλού κινδύνου της γεωργικής βιομηχανίας αποκτά νέο νόημα για τους φοιτητές της Πολιτείας του Μισισιπή μέσω της τρισδιάστατης εικονικής πραγματικότητας και της Πρωτοβουλίας τεχνολογίας Future Growers του πανεπιστημίου.
Ένα μοναδικό στο είδος του προσομοιωμένο θερμοκήπιο, που πλησιάζει στην ολοκλήρωσή του και αναπτύχθηκε μέσω των προσπαθειών συνεργασίας μεταξύ σχολών της πρωτοβουλίας, όχι μόνο θα δώσει στους μελλοντικούς αγρότες ένα ασφαλέστερο εργαλείο τελευταίας τεχνολογίας, αλλά θα επαναπροσδιορίσει τον χρόνο που χρειάζεται για την ανάλυση γεωργική παραγωγή. Το έργο είναι μια συνεργασία του Τμήματος Επιστημών Φυτών και Εδάφους του MSU στο Κολλέγιο Γεωργίας και Επιστημών της Ζωής και του Κέντρου Προηγμένων Συστημάτων Οχημάτων.
Χρηματοδοτούμενη μέσω ομοσπονδιακής επιχορήγησης, η κύρια ερευνήτρια είναι η Amelia Fox, κλινική καθηγήτρια φυτικών και εδαφολογικών επιστημών, η οποία είπε ότι σε αντίθεση με οποιοδήποτε συμβατικό θερμοκήπιο στην πανεπιστημιούπολη, αυτό το σύστημα ελεγχόμενης κατάστασης σε 3-D θα δώσει στους μαθητές πλήρη πρόσβαση στο τιμόνι των περιβαλλοντικών ελέγχων.
«Με την εικονική πραγματικότητα, μπορούμε να αντιμετωπίσουμε τη διδασκαλία γεωργικών επιχειρήσεων υψηλού κινδύνου, που ορίζεται ως οτιδήποτε μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική απώλεια — από απώλεια ζωής ή άκρων έως απώλεια παραγωγής, εξοπλισμού ή προμηθειών. Από τον έλεγχο ενός θερμοκηπίου ή ενός πτηνοτροφείου μέχρι τον χειρισμό ενός τρακτέρ, η εικονική πραγματικότητα μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να μάθουν να πλοηγούνται σε καταστάσεις υψηλού κινδύνου με ασφάλεια», είπε η Fox. «Θέλουμε οι μαθητές να έχουν πρόσβαση στην αποτυχία. Όσο πιο ενημερωμένος γίνεσαι για την αποτυχία, τόσο πιο πιθανό είναι να την αποτρέψεις».
Η Fox είπε ότι η πανδημία COVID-19 έχει αποδείξει περαιτέρω την ανάγκη για αυτό το είδος τεχνολογίας.
«Μια σημαντική επικάλυψη της πανδημίας COVID-19 είναι ότι μας έδειξε πώς η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει τη μάθηση πρόσωπο με πρόσωπο, η οποία έχει περιορισμούς», είπε η Fox.
Ο Daniel Carruth, αναπληρωτής καθηγητής έρευνας στο CAVS, είπε ότι η ομάδα προσέγγισε το πρωτότυπο σε τρία μέρη, μοντελοποιώντας το ίδιο το θερμοκήπιο με ρυθμίσεις θερμοκρασίας, νερού και θρεπτικών συστατικών πρώτα πριν αναπτύξει τον πίνακα ελέγχου και τη διεπαφή χρήστη.
«Ο στόχος της εικονικής πραγματικότητας είναι να δώσει στους μαθητές πρόσβαση σε κάτι στο οποίο δεν θα είχαν απαραίτητα πρόσβαση με ταχύτερο τρόπο. Με αυτό το σύστημα, οι μαθητές μπορούν πλέον να ολοκληρώσουν τη φύτευση, την ανάπτυξη και τη συγκομιδή των καλλιεργειών μέσα σε λίγες ώρες σε σύγκριση με τους μήνες που χρειάζονται στον πραγματικό κόσμο».
Το πρωτότυπο της ομάδας βελτιώνεται τώρα από την Pulseworks, LLC, έναν παγκόσμιο ηγέτη στους προσομοιωτές κίνησης. Στη συνέχεια, ο Richard Harkess, καθηγητής φυτικών και εδαφολογικών επιστημών, θα χρησιμοποιήσει την τεχνολογία στο μάθημα παραγωγής θερμοκηπιακών καλλιεργειών, ελπίζουμε ότι αυτό το ερχόμενο φθινοπωρινό εξάμηνο.
Οι μαθητές θα καλλιεργήσουν σπανάκι, μαρούλια και ντομάτες σε ένα εικονικό θερμοκήπιο από σπόρους σε αγορά, ρυθμίζοντας περιβαλλοντικούς ελέγχους και στη συνέχεια ελέγχουν, ταΐζουν και ποτίζουν τις καλλιέργειές τους, ενώ θα αντιμετωπίζουν προβλήματα με την πίεση εντόμων και ασθενειών και πολλά άλλα. Η ομάδα θα δοκιμάσει επίσης την αποτελεσματικότητα του συστήματος μετρώντας πόσα μαθαίνουν οι μαθητές από αυτό.
Ο Harkess είπε ότι η τεχνολογία τοποθετεί μοναδικά τους μαθητές να αποκτήσουν πρακτική εμπειρία χειρισμού των ελέγχων του θερμοκηπίου, κάτι στο οποίο δεν είχαν πρόσβαση μέχρι τώρα.
«Ακόμη και σε ένα περιβάλλον κολεγίου, οι μαθητές δεν έχουν πρόσβαση στα χειριστήρια σε ένα συμβατικό θερμοκήπιο επειδή ένα μικρό λάθος μπορεί να σκοτώσει μεγάλο αριθμό φυτών. Σε ένα εμπορικό περιβάλλον, το διακύβευμα είναι ακόμη υψηλότερο με τη δυνατότητα να χαθούν δεκάδες χιλιάδες δολάρια σε ένα περιβάλλον παραγωγής, εάν συμβεί ζημιά στις καλλιέργειες», είπε ο Harkess. «Ενώ καθένας από τους μαθητές μου καλλιεργεί μια καλλιέργεια από σπόρο σε αγορά σε ένα συμβατικό περιβάλλον θερμοκηπίου, όλα όσα μαθαίνουν για το σύστημα ελέγχου ήταν θεωρητικά μέχρι τώρα».
Ο Harkess είπε ότι η πρόσβαση στις συνέπειες του πραγματικού κόσμου σε ένα εικονικό περιβάλλον είναι αυτό που τον ενθουσιάζει περισσότερο σχετικά με την τεχνολογία.
«Οι μαθητές θα μπορούν να μάθουν τις λεπτομέρειες των περιβαλλοντικών ελέγχων, όπως ο φωτισμός, η ψύξη, η θέρμανση, η σκίαση και άλλα. Η ανάπτυξη αυτού του προηγμένου συνόλου δεξιοτήτων τους βοηθά να αναπτυχθούν επαγγελματικά, προχωρώντας πιο γρήγορα στο εργατικό δυναμικό», είπε. «Η δυνατότητα να φέρουμε τους μαθητές μας σε μια κατάσταση όπου είναι υπεύθυνοι για ένα θερμοκήπιο που καλλιεργεί πολλαπλές καλλιέργειες τους δίνει μια πραγματική αίσθηση του τι θα κάνουν μόλις βγουν στο χωράφι και εργάζονται σε περιβάλλον παραγωγής».
Το έργο χρηματοδοτείται από μια τριετή επιχορήγηση του Εθνικού Ινστιτούτου Τροφίμων και Γεωργίας του USDA, η οποία διαρκεί έως τον Ιούλιο του 2022 και προέρχεται από την πρωτοβουλία Food and Agriculture Cyberinformatics and Tools (FACT) του οργανισμού.
Στους συνεργάτες περιλαμβάνονται ο Christopher Hudson, ένας ερευνητής μηχανικός CAVS που εφαρμόζει τα μοντέλα θερμοκρασίας και ανάπτυξης φυτών για το εικονικό θερμοκήπιο, και ο Shuchisnigdha Deb του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Άρλινγκτον, ο οποίος συνεργάζεται με ερευνητές του MSU για την αξιολόγηση του σχεδιασμού και της εφαρμογής του εικονικού θερμοκηπίου στο ΣΧΟΛΙΚΗ ΑΙΘΟΥΣΑ. Εκτός από την Pulseworks, οι συνεργάτες του κλάδου περιλαμβάνουν τη Wadsworth Control Systems, η οποία αναπτύσσει συστήματα αυτοματισμού θερμοκηπίου, συμπεριλαμβανομένων κλιματιστικών, συστημάτων κουρτινών και αυτοματισμού εξαερισμού και το Chore-Time, τμήμα της Chore Time Brock, κορυφαίου παγκόσμιου σχεδιαστή, κατασκευαστή και εμπορίας γεωργικών συστημάτων. και λύσεις.
Για περισσότερα σχετικά με το έργο, επισκεφθείτε www.futuregrowers.cals.msstate.edu. Για περισσότερα σχετικά με το Τμήμα Επιστημών Φυτών και Εδάφους, επισκεφθείτε www.pss.msstate.edu. Το CAVS είναι συνδεδεμένο στο www.cavs.msstate.edu.