綿花は米国で栽培されている最も価値のある作物の 1 つであり、収穫額は年間約70億米ドル。17 州にまたがる三日月形の地域で栽培されています。バージニアからカリフォルニアへで使用されていますほぼすべての種類の衣類、医療用品や室内装飾品などの家庭用品にも使用されています。

綿花は、ボールと呼ばれる硬い繊維状のケースの中で成長します。植えてから約 100 日後、球が成熟して裂け、中に何千ものふわふわした白い繊維が現れます。それぞれの鉢には繊維が付着した種子が 20 ～ 40 個含まれているため、綿植物の果実はシードコットンと呼ばれます。

一部の地域では今も行われているように、手作業で綿花を摘み取る主要生産国、細かい作業です。作業者はボールに到達するためにかがむ必要があり、手を傷つける可能性があります。植物の硬くて乾燥した部分。種綿を収穫するには、綿花を掴んでねじり、繊維を残さず種綿から分離する必要があります。

1930 年代から、米国の綿花農家は肉体労働から大きくて重い収穫機。現在、業界はより効率的かつ正確になることが期待される新たな段階に入りつつあります。

私はエンジニアであり、約20年の研究経験農業機械の作業をしています。私の現在の焦点は農業ロボット工学とオートメーションです。博士課程の頃ミシシッピ州立大学のプログラムで一緒に働きましたアレックス・トマソンを率いるのは、農業生物工学科そして農業自治研究所、を開発するロボット綿収穫機製品とそれが育つ土壌へのダメージが少ない綿花を摘み取ります。

なぜロボット工学を使用するのでしょうか?

綿花農家には、経済的、環境的、農業的理由から、より良い収穫方法が求められています。従来の機械式収穫機は、長さが最大 ​​14 フィート、重量が 30 トンを超える場合があります。植物にダメージを与えることなく綿花を効果的に除去しますが、問題を引き起こす可能性もあります。

問題の 1 つは、繊維に長時間さらされることです。綿球はすべて同時に成熟するわけではありません。畑で最初に開いた球が収穫されるまで、周囲のさらに多くの球が熟すまで最長 50 日間待つことがあります。

もう 1 つの課題は、収穫機械が土の上を転がりながら土を圧縮することです。そのため、植物の根まで水や肥料が浸透しにくくなります。また、機械の価格は 1 台あたり約 100 万ドルですが、使用されるのは年間わずか 2 ～ 3 か月です。

ロボット工学は潜在的なソリューションであり、農家はすでに次のような他の作物に使用しています。果物と野菜。収穫ロボットはカメラとセンサーを使用して作物が収穫できる時期を検出し、植物にダメージを与えることなく収穫を取り除くことができます。

綿の場合、ロボット工学により、収穫の準備ができた穂をよりターゲットを絞って摘み取ることができます。種綿を風雨にさらさず、玉が開いたらすぐに摘み取ることで、より高品質の綿花繊維を生産します。ロボットは綿の種をターゲットにし、植物の他の部分に触れることを避けます。

ロボットによる摘み取りで綿花農家は枯葉剤を使う必要はない収穫前に植物から葉を取り除くことですが、これは現在では一般的な方法です。また、小型で機敏なロボットは、土壌の上を移動するときに土壌を圧縮しないため、土壌の健康維持に役立ちます。

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