การเรียนรู้วิธีการหลีกเลี่ยงแง่มุมที่มีความเสี่ยงสูงของอุตสาหกรรมการเกษตรกำลังสร้างความหมายใหม่สำหรับนักศึกษาในรัฐมิสซิสซิปปีผ่านความเป็นจริงเสมือน 3 มิติและการริเริ่มเทคโนโลยีผู้ปลูกในอนาคตของมหาวิทยาลัย
เรือนกระจกจำลองที่ไม่เหมือนใครซึ่งใกล้จะเสร็จสมบูรณ์และพัฒนาขึ้นผ่านความพยายามในการทำงานร่วมกันข้ามวิทยาลัยของโครงการริเริ่มนี้ ไม่เพียงแต่จะช่วยให้เกษตรกรในอนาคตมีเครื่องมือล้ำสมัยที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นเท่านั้น แต่ยังจะกำหนดระยะเวลาที่ใช้ในการวิเคราะห์ใหม่อีกด้วย การผลิตพืชผล โครงการนี้เป็นความร่วมมือของภาควิชาพืชและปฐพีวิทยาของ MSU วิทยาลัยเกษตรและวิทยาศาสตร์สิ่งมีชีวิต และศูนย์ระบบยานยนต์ขั้นสูง
ผู้วิจัยหลักคืออมีเลีย ฟ็อกซ์ ศาสตราจารย์คลินิกด้านพืชและปฐพีได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลกลาง ซึ่งกล่าวว่าระบบสภาพควบคุมแบบ 3 มิตินี้ไม่เหมือนเรือนกระจกทั่วไปในวิทยาเขต จะช่วยให้นักศึกษาสามารถควบคุมการควบคุมสิ่งแวดล้อมได้อย่างสมบูรณ์
“ด้วยความจริงเสมือน เราสามารถจัดการกับการสอนวิสาหกิจการเกษตรที่มีความเสี่ยงสูง ซึ่งหมายถึงอะไรก็ตามที่อาจส่งผลให้เกิดความสูญเสียอย่างมาก ตั้งแต่การสูญเสียชีวิตหรืออวัยวะ ไปจนถึงการสูญเสียการผลิต อุปกรณ์ หรือวัสดุสิ้นเปลือง ตั้งแต่วิธีควบคุมเรือนกระจกหรือโรงเรือนเลี้ยงไก่ไปจนถึงวิธีควบคุมรถแทรกเตอร์ ความจริงเสมือนสามารถช่วยให้นักเรียนเรียนรู้ที่จะนำทางสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูงได้อย่างปลอดภัย” Fox กล่าว “เราต้องการให้นักเรียนสามารถเข้าถึงความล้มเหลวได้ ยิ่งคุณมีความรู้มากขึ้นเกี่ยวกับความล้มเหลวมากเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นเท่านั้นที่จะหลีกเลี่ยงมันได้”
Fox กล่าวว่าการระบาดใหญ่ของ COVID-19 ได้แสดงให้เห็นถึงความต้องการเทคโนโลยีประเภทนี้มากขึ้น
“ข้อดีประการหนึ่งของการแพร่ระบาดของโควิด-19 คือการแสดงให้เราเห็นว่าเทคโนโลยีสามารถปรับปรุงการเรียนรู้แบบเห็นหน้าซึ่งมีข้อจำกัดได้อย่างไร” ฟ็อกซ์กล่าว
Daniel Carruth รองศาสตราจารย์ด้านการวิจัยของ CAVS กล่าวว่าทีมงานได้เข้าใกล้ต้นแบบใน XNUMX ส่วน โดยสร้างแบบจำลองเรือนกระจกด้วยการตั้งค่าอุณหภูมิ น้ำ และสารอาหาร ก่อนจะพัฒนาแผงควบคุมและอินเทอร์เฟซผู้ใช้
“เป้าหมายของความจริงเสมือนคือการให้นักเรียนเข้าถึงสิ่งที่พวกเขาไม่จำเป็นต้องเข้าถึงด้วยวิธีที่รวดเร็วกว่า ด้วยระบบนี้ ตอนนี้นักเรียนสามารถปลูกพืช เติบโต และเก็บเกี่ยวให้เสร็จภายในไม่กี่ชั่วโมงเมื่อเทียบกับเวลาหลายเดือนในโลกแห่งความเป็นจริง”
ขณะนี้ต้นแบบของทีมกำลังปรับปรุงโดย Pulseworks, LLC ซึ่งเป็นผู้นำระดับโลกด้านเครื่องจำลองการเคลื่อนไหว ต่อไป Richard Harkess ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์พืชและดิน จะใช้เทคโนโลยีนี้ในหลักสูตรการผลิตพืชเรือนกระจก โดยหวังว่าในภาคเรียนฤดูใบไม้ร่วงที่จะถึงนี้
นักเรียนจะปลูกผักโขม ผักกาดหอม และมะเขือเทศในเรือนกระจกเสมือนจริงตั้งแต่เมล็ดพืชจนถึงตลาด ตั้งค่าการควบคุมสิ่งแวดล้อม จากนั้นตรวจสอบ ให้อาหารและรดน้ำพืชผลของพวกเขา ในขณะที่แก้ปัญหาแมลงและโรคกดดัน และอื่นๆ อีกมากมาย ทีมจะทดสอบประสิทธิภาพของระบบด้วยการวัดว่านักเรียนได้เรียนรู้จากระบบมากน้อยเพียงใด
Harkess กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้ทำให้นักเรียนสามารถรวบรวมประสบการณ์จริงในการจัดการกับการควบคุมเรือนกระจก ซึ่งเป็นสิ่งที่พวกเขาไม่สามารถเข้าถึงได้จนถึงจุดนี้
“แม้แต่ในสภาพแวดล้อมของวิทยาลัย นักเรียนก็ไม่สามารถเข้าถึงการควบคุมในเรือนกระจกทั่วไปได้ เพราะความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำลายพืชจำนวนมากได้ ในสภาพแวดล้อมเชิงพาณิชย์ เดิมพันจะสูงขึ้นด้วยโอกาสที่จะสูญเสียหลายหมื่นดอลลาร์ในสภาพแวดล้อมการผลิตหากพืชผลเสียหาย” Harkess กล่าว “ในขณะที่นักเรียนของฉันแต่ละคนปลูกพืชตั้งแต่เมล็ดพันธุ์จนถึงตลาดในสภาพแวดล้อมแบบโรงเรือนทั่วไป แต่ทุกสิ่งที่พวกเขาเรียนรู้เกี่ยวกับระบบควบคุมยังคงเป็นทฤษฎีมาจนถึงตอนนี้”
Harkess กล่าวว่าการเข้าถึงผลลัพธ์ในโลกแห่งความเป็นจริงในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงคือสิ่งที่ทำให้เขาตื่นเต้นมากที่สุดเกี่ยวกับเทคโนโลยี
“นักเรียนจะสามารถเรียนรู้รายละเอียดปลีกย่อยของการควบคุมสิ่งแวดล้อม รวมถึงแสง ความเย็น ความร้อน การแรเงา และอื่น ๆ การพัฒนาทักษะขั้นสูงนี้จะช่วยให้พวกเขาเติบโตอย่างมืออาชีพ ก้าวหน้าเร็วขึ้นในสายงาน” เขากล่าว “ความเป็นไปได้ในการให้นักศึกษาของเราอยู่ในสถานการณ์ที่พวกเขาต้องรับผิดชอบดูแลเรือนกระจกที่ปลูกพืชหลายชนิด ทำให้พวกเขาเข้าใจอย่างแท้จริงว่าพวกเขาจะทำอะไรเมื่อออกไปทำงานภาคสนามในสภาพแวดล้อมการผลิต”
โครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก USDA National Institute of Food and Agriculture ระยะเวลา 2022 ปี ซึ่งมีผลจนถึงเดือนกรกฎาคม XNUMX และมาจากโครงการริเริ่ม Food and Agriculture Cyberinformatics and Tools (FACT) ขององค์กร
ผู้ทำงานร่วมกัน ได้แก่ Christopher Hudson วิศวกรวิจัย CAVS ที่ใช้แบบจำลองอุณหภูมิและการเจริญเติบโตของพืชสำหรับเรือนกระจกเสมือนจริง และ Shuchisnigdha Deb จาก University of Texas at Arlington ซึ่งทำงานร่วมกับนักวิจัยของ MSU เพื่อประเมินการออกแบบและการประยุกต์ใช้เรือนกระจกเสมือนจริงใน ห้องเรียน. นอกจาก Pulseworks แล้ว พันธมิตรในอุตสาหกรรมยังรวมถึง Wadsworth Control Systems ซึ่งพัฒนาระบบเรือนกระจกอัตโนมัติ รวมถึงการควบคุมสภาพอากาศ ระบบม่านและระบบระบายอากาศอัตโนมัติ และ Chore-Time ซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของ Chore Time Brock ซึ่งเป็นผู้ออกแบบ ผู้ผลิต และนักการตลาดชั้นนำระดับโลกด้านระบบการเกษตร และวิธีแก้ปัญหา
เยี่ยมชมโครงการเพิ่มเติมได้ที่ www.futuregrowers.cals.msstate.edu. ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาควิชาพืชและปฐพีวิทยาได้ที่ www.pss.msstate.edu. CAVS กำลังออนไลน์อยู่ที่ www.cavs.msstate.edu.