Bildiri PDF
Transkript
Bildiri PDF
28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 Sera Üretim Mekanizasyonunda Robotik Uygulamalar: Literatür Çalışması Murad ÇANAKCI1, Erdem YILDIZ2 1 Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları Bölümü, 07070 Antalya mcanakci@akdeniz.edu.tr 2 Akdeniz Üniversitesi, Elmalı Meslek Yüksekokulu, Teknik Programlar, 07700 Antalya erdemyildiz@akdeniz.edu.tr Özet Günümüz seralarının iklimlendirilmesine yönelik otomasyon uygulamaları oldukça gelişmiş durumdadır. Bu işlemler için modern seralarla birlikte bazı geleneksel seralarda da otomasyon sistemleri kullanılmaktadır. Ancak ülkemizde iklimlendirme mekanizasyonunda yaşanan bu gelişmelerin yanında sera üretim mekanizasyonuna yönelik bilimsel araştırmalar ve uygulamalar sınırlı düzeyde kalmıştır. Bununla birlikte son yıllarda bazı gelişmelerin yaşandığı gözlenmektedir. Bu çalışmada, sera üretim mekanizasyonunda robotik uygulamalara yönelik yapılmış bazı bilimsel çalışmalar derlenmiştir. İncelenen çalışmalar sınıflandırılmış, geliştirilen robotlar ve uygulanan yöntemler ile ilgili bilgiler verilmiştir. Çalışmalar değerlendirildiğinde araştırmaların başlıca hedeflerinin; robotların birden fazla işlemi yapabilecek şekilde üniversal olarak tasarlanması, üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve farklı görüntü işleme yöntemleri ile en uygun sonuca gidilmesi olduğu söylenebilir. Ayrıca bu konuda yapılan bilimsel çalışmaların birçoğunun gelişim sürecinde olduğu belirtilmekte, ileriki planlanan çalışmalar konusunda bilgiler verilmektedir. Anahtar Kelimeler: Sera Yetiştiriciliği, Mekanizasyon, Robotik Uygulamalar Robotic Applications in Greenhouse Production Mechanization: a Literature Study Abstract In today’s greenhouses, automation applications for air conditioning of greenhouses are highly developed. For these operations, automation systems can be used in the modern greenhouses along with the traditional greenhouses. However, the scientific researches and applications regarding greenhouse cultivation mechanization were remained very limited. But, some developments taken place in recent years have been observed. In this study, some scientific studies, which have been worked for robotic applications in mechanization of production in greenhouse cultivation, were compiled. Scientific studies were classified and information about the developed robots and the methods that have been used were given. When the investigated studies evaluated, it can be said the followings, the main targets of the researchers are; robots designed to be able to operation more than one, cost of the production to be lower, and finding the most appropriate result with the different image processing techniques. It is also reported that the scientific studies on this issue continue the development process. So, the researchers give some information regarding their future studies. Keywords: Greenhouse cultivation, Mechanization, Robotic Applications 269 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 bağlı olarak yetiştiricilik şekli ve ürün çeşitliliğinde gelişmeler gözlenmektedir. Bu kapsamdaki gelişen alanlardan birisi de modern seracılık uygulamalarıdır. Özellikle 2000’li yıllardan sonra sahil şeridinde (Akdeniz) ve jeotermal kaynakların yer aldığı iç bölgelerde (İç Ege, Orta Anadolu) modern sera işletmesi sayılarında artışlar görülmektedir. Modern seralar; yapı ve örtü malzemeleri ile iklimlendirme sistemlerinde teknolojik ürünlerin kullanıldığı, iç ortam koşullarının otomasyon sistemleri ile kontrol edildiği ve yetiştirme tekniklerinde modern uygulamaların yer aldığı seralar olarak tanımlanabilir (Çanakcı ve ark., 2011). Bu tip seralarda yaygın olarak topraksız ortamlarda sebze üretimi yapılmaktadır. Ülkemizde topraksız tarımın yapıldığı modern sera alanları, yaklaşık % 40’ı Antalya ili’nde olmak üzere toplam 652.6 ha olarak belirtilmektedir (Anonim, 2013) Ancak gerçek değerlerin belirtilen miktarın üzerinde yaklaşık 1000 ha düzeyinde olduğu tahmin edilmektedir. Bu değer ise ülkemiz toplam sera alanlarının yaklaşık % 3’ünü oluşturmaktadır. GİRİŞ Günümüz tarımsal üretiminde nüfus artışı ve tüketici taleplerine bağlı olarak verim artışı ile ürün kalitesi gibi konulara öncelik verilmektedir. Ayrıca, sağlıklı ürünün yanında, çevre korunumu ile birlikte çalışanların sağlığı ve güvenliği konularının önemi giderek artmaktadır. Yapılan faaliyetler tarımsal üretimde girdi kullanımının artmasına, maliyetlerin yükselmesine de neden olabilmektedir. Bu nedenle sağlıklı ve daha verimli üretim, maliyetler azaltılarak iş sağlığı ve güvenliği konuları da önemsenecek şekilde yapılmaya çalışılmaktadır. Geleneksel üretimden farklı olarak yapılan modern tarım uygulamalarında teknoloji kullanımı daha çok bu hedeflere yönelik olarak gerçekleştirilmektedir. Bu amaçla, kontrol ve otomasyon sistemleri, hassas tarım teknolojileri başta olmak üzere farklı alanlarda bilimsel çalışmalar yapılmakta ve uygun çalışma koşullarında uygulanma olanağı bulabilmektedir. Tarımsal üretim kolları değerlendirildiğinde teknolojinin yoğun kullanılabileceği alanlardan birisi de sera yetiştiriciliğidir. Seracılık, diğer üretim faaliyetlerinden farklı olarak yüksek bir yapı altında gerçekleştirilmektedir. Bu yetiştiricilik çeşidinde birim alanda daha fazla girdi, sermaye ve işgücü kullanılmaktadır. Kısaca emek ve sermaye yoğun bir üretim şeklidir. Bu özellik mekanizasyon uygulamalarının önemini artırmaktadır. Modern sera yapıları, teknoloji kullanımı açısından geleneksel seralara göre daha uygundurlar. Ülkemiz modern seralarında iklimlendirmeye yönelik ısıtma ve havalandırma gibi sistemleri otomasyon sistemleriyle kontrol edilmektedir. İklimlendirmeden ayrı olarak bitki yetiştiriciliği ile ilgili sulama ve gübreleme işlemleri de kombine olarak (fertigasyon) yine otomasyon sistemleriyle gerçekleştirilmektedir. Modern seralarda da geleneksel seralarda olduğu üretim işlemlerine yönelik (dikim, bakım, ilaçlama, hasat vb.) uygulamalarda otomasyon ya da robotik uygulamalar yerine insan işgücünün yoğun olarak kullanıldığı görülmektedir. Ancak modern seralarda çalışma konforu ve iş veriminin artırılması amacıyla sera içerisinde çok amaçlı araç ve taşıma arabalarının kullanımı yaygındır. Yine modern seralarda, pestisit uygulamalarında homojen bir dağılım için sıcak su boruları (raylar) üzerinde hareket edebilen memelerin yer aldığı özel bumlar ile ilaçlama işlemleri gerçekleştirilmektedir (Çanakcı ve Akıncı, 2007). Seralarda mekanizasyon uygulamaları iklimlendirme ve üretim mekanizasyonu olmak üzere ikiye ayrılabilir. İklimlendirme mekanizasyonu, sera iç ortamının bitki isteklerine göre uygun bir şekilde düzenlenmesine yönelik (sıcaklık, aydınlık, nem, havalandırma ve CO2 vb.) uygulamaları kapsamaktadır. Üretim mekanizasyonu ise diğer tarımsal üretim faaliyetlerinde olduğu gibi bitki yetiştiriciliği ile ilgili (toprak hazırlığı, ekim, dikim, gübreleme, ilaçlama, hasat, taşıma vb.) işlemleri kapsamaktadır (Yağcıoğlu, 2009). Ülkemizdeki sera alanlarında sürekli atış gözlenmektedir. Günümüzde toplam sera alanı yaklaşık 36000 ha’dır (TUİK, 2013). Son yıllardaki sera üretiminde niceliksel artışın yanında bölgesel özellikler ve pazar taleplerine Tarımsal işletmelerde etkinliğin artırılması için yeni yöntemler araştırılmakta ve geliştirilmektedir. Bu yöntemlerden birisi de 270 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 sağlığı-güvenliği konularının da önemsenerek gerçekleştirilmesinin gerekli olduğu görülmektedir. Bu amaçla ülkemiz sera koşullarına uygun ilaçlama ile ilgili bazı çalışmaların yapılıyor olması olumlu bir gelişmedir. Yapılan çalışmalarda modern seralarda ısıtma borularının üzerinde hareket edebilecek otonom robotların geliştirilmesi planlanmaktadır (Apaydın, 2011; BLM, 2013). robotik uygulamalarıdır. Robotik uygulamalar yardımıyla doğru zamanda, doğru yerde, tarımsal işlemleri doğru bir şekilde gerçekleştiren enerji tüketimi az, boyutları küçük akıllı sistemlerin tasarlanması mümkündür (Ünal, 2012). Robotik kelimesi “birtakım işlevlerde insanın yerini alabilecek düzeneklerin hazırlanmasıyla ilgili çalışma ve tekniklerin bütünü”, robot ise “belirli bir işi yerine getirmek için manyetizma ile kendisine çeşitli işler yaptırılabilen otomatik araç” olarak tanımlanmaktadır (TDK, 2013). Bu kelime ilk kez Karel Capek’in 1920 yılında yazdığı Rossum’s Universal Robots (RUR) adlı oyunda kullanılmıştır (RoTAM, 2013). Robotlar doğrudan bir operatörün kontrolünde çalışabildikleri gibi bağımsız olarak bir bilgisayar programının kontrolünde de çalışabilmektedirler. Teknolojik gelişmeler ile birlikte robotların kullanım alanlarında sürekli artış gözlenmektedir. Artık günümüzde, endüstriyel işletmelerde, hastanelerde, askeri ve güvenlik amaçlı uygulamalarda, denizaltı araştırmalarında, uzay araştırmalarında, ev temizliğinde ve tarımsal uygulamalar gibi birçok alanda robot teknolojileri kullanılabilmektedir (Yıldız, 2009). Ülkemizde yeni gelişmelerin yaşandığı bir alanda, farklı ülkelerde yapılmış çalışmaların değerlendirilmesinin yararlı olacağı düşünülmüştür. Bu çalışmada, seralarda üretim mekanizasyonundaki robotik uygulamalara yönelik yapılmış bilimsel çalışmaların derlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, uluslararası platformlarda sunulmuş yayınlar incelenmiş, seralarda robotik uygulamalar çalışma alanlarına göre sınıflandırılmıştır. SERALARDA ÜRETİM MEKANİZASYONUNA YÖNELİK ROBOTİK UYGULAMALAR Yapılan çalışmalar incelendiğinde; seralarda robotik uygulamalara yönelik yapılan çalışmaların ana gerekçelerinin işçilik maliyetlerinin yüksekliği, uzman personel gerektirmesi, standart iş yapılmasının gerekliliği ile iş sağlığı ve güvenliğinin önemsenmesi şeklinde sıralanabilir. Herhangi bir alanda robot kullanılmasının düşünülmesi bazı temel faktörlere bağlıdır. Bunlar; başlıca üretimde esneklik ve verimliliğin yükseltilmesi, insan sağlığını tehdit eden tehlikelerin bulunması, iş gücünün pahalı olması, bulunmaması veya insanların bu tür işleri yapmak istememesi, üretimde bozuk parça sayısının azaltılması ve malzeme tasarrufu, eğitim, sağlık, hizmet ve güvenlik alanlarında sağlanan kolaylıklar sayılabilir (Beller, 2012). Bu kapsamda kalifiye eleman sorunu ve ücretlerin yükselmesi, ilaçlama gibi yoğun kimyasal uygulamalarda insan sağlığı ve çevre açısından sorunlarla karşılaşılması, zaman kısıtı vb. nedenlerle tarımsal üretim aşamalarında robotların kullanılmasına yönelik dünyanın farklı ülkelerinde araştırmalar yürütülmektedir. Bununla birlikte ülkemizde de son yıllarda bu amaca yönelik çalışmaların başladığı gözlenmektedir (Ünal, 2012; Tekin, 2013). Birçok araştırmada robotik uygulamaların seralarda yer almasının avantajları anlatılmaktadır. Ancak bu işlemlerin başarıya ulaşması için uygun bir metodolojinin izlenmesi gereklidir. Van Tuijl et al. (2005) çalışmalarında, seralarda robotik uygulamalarda izlenecek sistematik tasarım metodları konusunda bilgiler verilmiştir. Fabrikalarda çalışan robotların tasarımında çalışılan alanın daha belirgin olması nedeniyle, tarımsal alanlarda çalışacak robotlara göre daha az sensör gerektiği belirtilmiştir. Metodoloji olarak izlenecek yolu sırasıyla; imal edilecek robotun özelliklerinin listelenmesi (ağırlık, hız, şekil vb.), sistem analizinin yapılması (çalışma alanının sınırları ve mobil robotun yapacağı işin belirlenmesi), mobil robotun çalışma modları ve teknik olarak çıkabilecek tıkanıklıkların belirlenmesi, kritik olan teknolojinin fizibilite testi ve sayısal hesaplamaların yapılması ile tüm sistemin fizibilitesinin test edilebileceği bir fonksiyonel Ülkemiz seralarındaki mevcut uygulamalar dikkate alındığında, özellikle ilaçlama başta olmak üzere bazı işlemlerin, insan işgücü gereksinimi azaltılarak ve iş 271 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 modelin oluşturulması şeklinde belirtmişlerdir. Bununla birlikte yapılan bazı çalışmalar daha ileri noktalara taşınmıştır. Örneğin Mars koşullarına uygun sera tasarımı ve bu seralarda kullanılacak robotlar ile ilgili çalışmalar bulunmaktadır. Magnani et al. (2006) Mars koşullarında seranın kurulması ve işletilmesinin, işlemlerin mümkün olduğunca otonom sistemlerle gerçekleştirilebilmesi için yeterli bir robotik altyapıyı gerektiren çok iddialı konu olduğunu belirtmişlerdir. Çalışmalarında, sera içinde gerçekleştirilecek kültürel işlemler için robotik sistem gereksinimleri (sera planlaması, yol düzenlemeleri, kültürel işlemler, hasat sonrası işlemler vb.), kullanılacak robotların tipolojisi (yürüme ve hareket etme yöntemleri; tekerlekli, bacaklı vb.) ve son kullanım aparatları (end effektörler- tutucular, kıskaçlar vb.) konularında örneklere yer verilmiştir. Bu konuda yapılacak çalışmaların robot ve otomasyon teknolojileri konusunda önemli avantajlar sağlayabileceği belirtilmiştir. çıkması nedeniyle, borular üzerinde hareket eden tekerlekler sert plastik malzemeden yapılmıştır. Robotun ısıtma borularını algılayabilmesi için endüktif sensör kullanılmıştır ve robot sıra sonundaki geri hareketini otomatik olarak yapabilmektedir. Bir sıradan diğer sıraya geçiş ise işçi yardımıyla el ile yapılmaktadır. Aynı zamanda robot üzerine, güvenlik amacıyla acil durma butonu ve çarpışma engelleyici sensör de eklenmiştir. Mobil robot 0,26 m s-1 ilerleme hızına çıkabilecek motor donanımına sahiptir. PWM kontrolü ile motor kontrolü yapılmıştır. Hıyar yetiştirilen bir serada yapılan denemelerde robotun hareketini ve geri dönüşlerini başarılı bir şekilde gerçekleştirdiği gözlenmiştir. Birinci denemede yaprakların üst ve alt yüzeylerindeki kaplama oranı %95 olarak belirlenmiştir. Yaprak alanı indeksinin daha fazla olduğu ikinci denemede ise yaprakların üst kısmındaki kaplama oranı %90, alt kısımlarındaki kaplama oranı %80 olarak tespit edilmiştir. Yürütülen çalışmalarda, yalnızca bir ya da birden fazla işlemi gerçekleştirebilecek üniversal robotların tasarlanması ve geliştirilmesi konularının daha çok önemsendiği görülmektedir. Bununla birlikte özellikle hasat, budama ve robotun yönlendirilmesi için görüntü işlemeye yönelik çalışmalara da yer verildiği belirlenmiştir. Livne et al. (2010), seralarda yoğun ilaç kullanımının başlıca dezavantajlarını; yüksek maliyet, zararlıların direnç kazanması ve toksik etki olarak sıralamışlardır. Ayrıca insan işgücü maliyetinin yükselmesi gibi nedenlerin daha ucuz ve güvenli bir ilaçlama için otonom ilaçlama sistemlerinin geliştirilmesi ile ilgili çalışmalara yön verdiğini belirtmişlerdir. Bu amaçla biber serasında ilaçlama işlemlerinde kullanılmak üzere bir otonom ilaçlama robotunun tasarımı üzerinde çalışılmıştır. Geliştirilen robotun performansı geleneksel bir makine ile kıyaslanmıştır. İlaçlama performansı ve dinamik tasarım etkinlikleri için iki model geliştirilmiş ve bu iki model bir ekonomik analiz modelinde birleştirilmiştir. Araştırma sonucunda depo kapasitesinin sıra uzunluklarına göre ayarlanmasının ilaçlama robotunun performansını arttırdığı belirlenmiştir. Memeler arasında yeterli mesafe bırakılması ilaç maliyetini azaltmış ve ilaçlama etkinliğini artırmıştır. Bu çalışmada değerlendirilen araştırmalar konularına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmıştır. İlaçlama Robotları Değerlendirmeye alınan çalışmalar incelendiğinde bazı araştırmaların, sera üretiminde hastalık ve zararlılara karşı yapılan ilaçlamalarda kullanılan pülverizatörlerin robotik uygulamaları üzerine yoğunlaştığı belirlenmiştir. Sera yetiştiriciliğinde yoğun ilaçlama işlemleri ve bu işlemlerde kimyasalların kullanılıyor olması araştırmacıları bu konudaki çalışmalara yönlendirmiştir. Singh et al. (2004), seralarda ilaçlama işlemlerinde kullanılmak üzerek, diferansiyel sürüş tekniği ile sürülen altı tekerlekli otonom bir robot tasarlamışlardır. Mobil robot hareketini 0.75 BG’ne sahip iki adet DC motordan almaktadır. Ultrasonik sensörlerden gelen verileri yorumlayabilmek için bulanık mantık (fuzzylogic), motorların kontrolünde Sammons et al. (2005), seralarda ilaçlama uygulamaları için otonom bir robot geliştirmişlerdir. Çalışmada, seralarda ısıtma boruları üzerinde ilaçlama işlemlerinde kullanılabilecek robotun tasarımı, imalatı, yazılımı gerçekleştirilmiş ve robot iki farklı modern serada test edilmiştir. Seralarda ısıtma suyu sıcaklığının 80-90°C düzeylerine 272 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 ise oransal-türevsel (PD) yöntemi kullanılmıştır. Robot, beton ve kumsal olmak üzere iki farklı zeminde ve iki farklı uygulamada çalıştırılmıştır. Birinci uygulamada (self-contained mode), pülverizatör mobil robotun üzerine monte edilmiş, ikinci uygulamada (trailer mode) ise pülverizatör mobil robot tarafından çekilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, beton ve toprak zeminde 24’’ sıra arası genişlikte elde edilen 1’’ değerinden daha küçük ortalama karesel hata değeri ile birinci uygulamanın (selfcontained mode) daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir. sensörlerden gelen verilere göre oransal kontrol ile mobil robotun hareketi sağlanmıştır. Mobil robot 98 cm genişlikteki koridora (sıra aralığı) sahip ve beton zeminli bir modern serada üç farklı hızda çalıştırılarak test edilmiştir. Buna göre 15, 25 ve 35 cm s-1 hızlarında çalıştırılan mobil robotun konumdaki ortalama karesel hatası sırasıyla 4.93, 5.34 ve 6.51 cm olarak bulunmuştur. Hızın artması ile robotun konumsal ortalama karesel hatasının arttığı belirlenmiştir. Bununla birlikte sıra sonlarındaki dönüş yarıçapının da hız ile birlikte arttığı belirtilmiştir. Mandow et al. (1996) tarafından hem otonom hem de insan kontrollü çalışabilecek mobil robot (AURORA) geliştirmişlerdir. Uzunluğu 140 cm, genişliği 80 cm ve yüksekliği 100 cm olan robot, dört tekerlekli olarak tasarlanmıştır. Arka ve ön tekerler yönlendirme, ortadaki tekerler ise hareket veren tahrik tekerlekleridir. Tekerler eşkenar dörtgenin köşeleri olacak şekilde yerleştirilmişlerdir. Arka ve öndeki yönlendirme tekerleri üç fazlı tek bir AC motor ile kontrol edilmektedir. Ortadaki tahrik tekerleri için ise birbirinden bağımsız iki adet üç fazlı AC motor bulunmaktadır. Hareket veren motorların torkları redüktör ile arttırılmıştır. Bu durumda motorlar maksimum 0.82 m s-1 hız değerine ulaşabilmişlerdir. Mobil robotun hızının yavaş olması nedeniyle frenleme sistemi kullanılmamıştır. Dört adet kısa mesafeli ve iki adet orta mesafeli dijital sensör ile birlikte dört adet orta mesafeli analog olmak üzere mobil robotun etrafına ultrasonik sensörler yerleştirilmiştir. Geliştirilen robot, otonom yönlendirme ve ilaçlama işlemlerinde test edilmiştir. İlaçlama işlemi için üzerinde bir sırt atomizörü yerleştirilmiştir. Yapılan denemelerde ilaçlama işlemleri için robot kullanımının uygun olduğu ancak gerçek çalışma koşulları için daha verimli bir hareketlendirici tasarımının gerekli olduğu bildirilmiştir. Ayrıca diğer kültürel işlemlerin geliştirilmesine yönelik çalışmaların da planlandığı belirtilmiştir. Mashhadimeyghani et al. (2012), çalışmalarında kapalı ve nemli bir ortam olan cam seralarda kimyasalların zararlı etkilerini azaltmak amacıyla sıcak su boruları üzerinde hareket eden otonom ilaçlama robotu tasarımı yapmışlardır. Hareket tahrik tekerleklerine iki adet DC motor ile verilmektedir. İlaçlama sisteminde iki adet pompa ve dört adet valf bulunmaktadır. Valfler robotun altından gelen sinyallere göre mikroişlemci tarafından açılıp kapanmaktadır. Robotun ilerleme doğrultusundaki ilaçlamanın başlama ve bitirilmesi gereken noktalara işaretleyiciler konulmuştur. LCD/klavye panel ile mobil robot kontrol edilebilmektedir. Kontrolör olarak AVR mikroişlemcisi kullanılmıştır. Mikroişlemcinin yazılımının BASCOM-AVR programında yazıldığı ve devre çizimlerinin PROTEUS 7 professional kullanılarak gerçekleştirildiği belirtilmektedir. Denemeler, domates bitkisinin yetiştirildiği bir araştırma serasında yürütülmüş ve sıvı olarak su kullanılmıştır. Denemeler sırasında mobil robot 125 m uzunluğundaki sıralar arasında bulunan sıcak su boruları üzerinde ilerlemiş, aynı sıra üzerinde geri dönüşte pülverizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Denemeler sonunda geliştirilen robotun sıra arasında başarılı bir şekilde ileri ve geri hareket edebildiği ve yapraklar üzerinde % 90’ın üzerinde kaplama oranı sağladığı belirlenmiştir. Masoudi et al. (2010) tarafından seralarda ilaçlama yapmak amacıyla bir mobil robot üretimi gerçekleştirilmiştir. Diferansiyel sürme metoduyla tasarlanan robotta üç adet tekerlek kullanılmıştır. İki adet DC motor ile sürüş kontrol edilmiştir. Engellere çarpmaması ve yönünü belirleyebilmesi amacıyla altı adet ultrasonik sensör kullanılmıştır. Ultrasonik Hasat Robotları Seralarda insan işgücünün en fazla gerektiği işlemlerden birisi de hasat işlemidir. Antalya Bölgesi için yapılan bir araştırmaya göre, yıllık yetiştirilen sera sebzelerinin hasadı için bir dekar alan başına yaklaşık 300 saat işgücü gerekmektedir. Bu değer de toplam 273 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 işgücünün yaklaşık % 20’sini oluşturmaktadır (Çanakcı ve Akıncı, 2006). Günümüz koşullarında ülkemiz seralarında uygulanan hasat işlemlerinin robotik uygulamalar ile yapılmasının gerçekçi olmadığı bu işlem için henüz erken olduğu düşünülebilir. Ancak, özellikle işgücü ücretlerinin yüksek olduğu ülkelerde, bazı ürünlerin robotlarla hasat edilmesine yönelik çalışmalara yer verildiği görülmektedir. prototip robot geliştirmişlerdir. Çalışmada, öncelikle biber hasadının insan işgücü ile gerçekleştirilmesindeki detaylar belirlenmiş, hasat işleminin robotlarla yapılması ana hatlarıyla anlatılmış ve prototip robot tanıtılmıştır. Ayrıca robota biberin tanıtılmasında kullanılan görüntü işleme sistemleri açıklanmış ve yapılan deneme sonuçları hakkında bilgiler verilmiştir. Hasat robotunun genişliği 100 cm, uzunluğu 55 cm ve yüksekliği 140 cm’dir. Robot sabit konumda; 23 cm yatay ve 18 cm dikey düzlem ile 18 cm derinlikte hareket edebilmektedir. Bu çalışma alanındaki tatlı biberleri tanıyabilmekte ve biber saplarını kesebilmektedir. Biberlerin tanınmasında görüntü işleme yönteminden yararlanılmış bu amaçla iki adet 680000 piksele sahip CCD kamera kullanılmıştır. Kesme aparatı ileri yönde 8 cm hareket edebilmektedir ve belirlediği biberleri budama makası ile kesmektedir. Aparatın üç yöndeki her hareketi için ayrı motor kullanılmıştır. Motorlar DSP kontrolcüsü ile kontrol edilmiştir. Görüntü işleme algoritmasında görüntünün HSI özelliğinin ikilik olarak kodlanmış pikselleri üzerinde çalışılmaktadır. Denemelerde yapraklı ve yapraksız olmak üzere iki farklı uygulama yürütülmüştür. Laboratuvar koşullarında yapılan denemelerde, yapraksız uygulamada robotun biberi tanıması ve kesilmesinde başarı sağlanmıştır. Meyve ile birlikte yaprakların da yer aldığı diğer uygulamada da biberin tanınmasında başarı sağlanmış, ancak kesilmesinde yaprakların sapları örtmesi nedeniyle başarı oranının düştüğü bildirilmiştir. Van Henten et al. (2002), günümüz modern seralarında insan işgücü giderlerinin toplam üretim maliyetlerinde % 30’dan daha fazla paya sahip olduğunu bildirmişlerdir. Artan rekabet koşullarında insan işgücü verimliliğinin artması ve insan işgücü gereksiniminin azaltılmasının kilit bir nokta olduğu, bu kapsamda da farklı üretim aşamalarında robot kullanımı üzerine odaklanıldığını belirtilmiştir. Çalışmalarında, hıyar seraları için kullanılan bir otonom robotun konsepti açıklanmış, yazılım ve donanım özellikleri üzerinde durulmuştur. Sistemin başlıca elemanları; otonom araç, manipulatör, robot kolu, meyveyi ve ortamı üç boyutlu tanımak ve taramak için gerekli sistemler ve hasat sırasındaki serbest hareketleri üreten bir kontrol şemasıdır. Çalışmada, robotların çalışma alanı ile hasat işlemlerinin lojistik konuları incelenmiş, robotun tasarım parametreleri açıklanmış ve fonksiyonel bir robotun özellikleri detaylandırılmıştır. Bu özellikler dikkate alınarak Hollanda koşullarında, sezon içerisinde işlemlerin en yoğun olduğu dönemde 2 ha’lık bir alan için 4 hasat robotuna ihtiyaç olduğu belirlenmiştir. Robotun üzerine, hasad yapma amacıyla yedi serbestlik dereceli bir manipülatör yerleştirilmiştir. Kesme kolları, hasat yapılırken ürüne zarar gelmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan termal kesme ucu seraya virüsün yayılmasını engellemektedir. Manipülatörün hasat esnasında çarpışmadan kaçınması için A* arama algoritması kullanılmıştır. Yapılan çalışmada %95 oranında meyvelerin tespit edildiği ve %80 oranında hasadın yapılabildiği ve bir hıyar meyvesinin hasadının yaklaşık 45 saniye sürdüğü belirtilmiştir. İleriki çalışmaların bu sürenin azaltılmasına yönelik olacağı vurgulanmıştır. Noordam et al. (2004), Hollanda da gül yetiştirilen seralarda yüksek işgücü maliyetinin önemli bir sorun olduğu vurgulamışlardır. Gül kesilmesi için eğitimsiz personelin düşük fiyata çalıştırıldığı ve yorucu olan kesim işlemleri için uzun yollar boyunca yürünmesinin gerekli olduğunu bildirmiştir. Bu durum Hollanda’da sektörün geleceği ile ilgili korkuların artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle son yıllarda işçilik maliyetinin azaltılmasına yönelik araştırmalar yapılmaktadır. Bu kapsamda işçilerin yürümesi yerine, gülleri işçilerin bulunduğu yere getiren mobil taşıma sistemleri geliştirilmiştir. Ticari olarak da üretilmeye başlayan bu sistemler ile işgücü maliyeti % 30-40 düzeyinde azalmıştır. Bununla birlikte, insan işgücü gereksiniminin Kitamura ve Oka (2005) seralarda yetiştirilen tatlı biberin hasadına yönelik bir 274 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 engellediği bunun da doğru bir üç boyutlu seçim için stereo eşleştirme algoritması kullanımını sınırlandırdığı belirtilmiştir. Lazer üçgenlemesi, karmaşık bir görüntüde ayrıntılı tahminleme yapabilmektedir. Yaprağın önündeki sapın belirlenmesinde etkilidir. Ancak bu yöntemde sarkan yapraklar nedeniyle saplar üzerindeki kesme noktalarının belirlenmesinde sorunlarla karşılaşılmaktadır. Gül hasadında çoğunlukla karşılaşılan bu sorun nedeniyle lazer üçgenlemesi tercih edilen bir uygulama değildir. Ters hacimsel kesişim yönteminde (RVI - Reverse Volumetric Intersection), birden fazla kamera aynı yerden tek bir görüntü almakta ve elde edilen görüntüler üç boyutlu bir görüntüye dönüştürülmektedir. Bu yöntemde farklı açılardan eklenecek kameralar ile daha fazla bilgi daha kolay bir yolla elde edilebilmektedir. Ancak hiçbir açıdan sap görünmüyorsa bu yöntem bile başarı sağlayamaz. daha da azaltılması maliyetlerin düşürülmesinde son nokta olacaktır. Otomasyon sisteminde bir sonraki aşama, güllerin taşınmasıyla birlikte robotik hasat sistemlerinin kullanılmasıdır. Hasat robotlarının başlıca elemanları, kapsamlı bir görüntüleme, tutma ve kesme sistemleridir. Karmaşık olan hasat işlemi için birinci aşama olgun güllerin taranmasıdır. Bir sonraki aşama ise kesime uygun güllerin belirlenmesidir. Robot gülü tespit ettikten sonra sap üzerinde kesilecek noktayı belirleyecek, sapı uygun yerden kesecek ve kesilen gülü alandan uzaklaştıracaktır. Buradaki en zor aşama etrafındaki güller arasından kesilecek gül sapının belirlenmesi ve izlenmesidir. Burada robot gülün sapını ve kesme noktasını üç boyutlu düzlemde belirlemek zorundadır. Bu aşamada, diğer dallar ve yapraklar ilgili sapın tümüyle görünmesini zorlaştırmaktadır. Burada aynı sapı farklı açılardan ve konumlardan görebilen çoklu görüşe sahip sistemler gereklidir. Araştırma sonunda, en iyi sonuçların daha küçük yapraklı ve daha fazla açıklığa sahip çeşitlerde alınabileceği bildirilmiştir. Gül hasat robotlarında sapların üç boyutlu belirlenmesi için en umut verici konseptin üç boyutlu ters hacimsel kesişim konsepti olduğu belirtilmiş ve gelecekteki çalışmaların bu konseptin geliştirilmesi ve uygulanmasına yönelik olacağı vurgulanmıştır. Yapılan çalışmada, gül seralarında çalışacak bir robot için bitki saplarının belirlenmesi amacıyla farklı görüntü işleme teknikleri karşılaştırılmış ve bunların birlikte incelenerek bir çıkarım yapılması sağlanmıştır. Sistemin laboratuvar ortamında çalışabilmesi için bilgisayar ile dönen bir tabla üzerine bitki yerleştirilmiştir. Kamera olarak 8mm’lik lense sahip bir CCD kamera kullanılmıştır. Kamera ile bitki arası uzaklık 1.5 m olarak ayarlanmış ve farklı görüntüleme teknikleri ile çalışılmıştır. Stereo görüntülemede, her 15°’lik dönme hareketi ile bir bitkiden 48 adet görüntü alınmaktadır. Bu görüntülere “Uluslararası Küçük Görüntü Sistemi-SRI” yazılımı ile stereo eşleştirmesi yapıldığı bildirilmiştir. Lazer üçgenlemesinde dikey konumda hareket ettirilen bir kamera ile bir bitkiden 600 adet görüntü alınmaktadır. Alınan her görüntüde derinlik, bilinen konum ve açılardan tekrardan oluşturulmuştur. Ters hacimsel kesişim yönteminde farklı açılardan alınan görüntüler ile bitkinin 3 boyutlu konumu çıkartılmaktadır. Araştırma sonuçlarına göre; stereo görüntüleme ile başarılı bir üç boyutlu tahminlemede, uygun bir eşleştirme için nesnelerin ya da özelliklerinin hem görünür hem de iyi tespit edilebilir olması gerektiği vurgulanmıştır. Yaprak miktarı ve sap sayısının taramayı Üniversal Robotlar Seralarda üretim sezonu içerisinde farklı kültürel işlemler yapılmaktadır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde bazı çalışmaların birden fazla işlemin tek bir robot ile gerçekleştirilmesi üzerine yoğunlaştığı (üniversal robot) görülmektedir. Bu uygulamaların, robotik sistemlerin uygulanacağı seralarda özellikle ilk yatırım maliyetleri ve işletme giderleri açısından olumlu olduğu söylenebilir. Belforte et al. (2006), son yıllarda özellikle seralar başta olmak üzere yoğun tarım uygulanan alanlarda teknolojik uygulamaların arttığını belirtmişledir. Bununla birlikte birçok yorucu, çok tekrarlı hatta tehlikeli işlem insan işgücü ile yapılmaya devam etmektedir. Ancak bunun da maliyet ve güvenlik gibi bazı olumsuzlukları sürdürdüğü ifade edilmiştir. Çalışmalarında çok amaçlı düşük maliyetli bir robot 275 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 prototipinin tasarımı, üretimi ve yürütülen ön deneme sonuçları ile ilgili bilgiler verilmiştir. Şekil 1 ve Şekil 2’de geliştirilen robot ve çalışması ile ilgili resimler verilmiştir. Geliştirilen robotun, masa üzerinde saksıda yetiştiricilik yapılan seralarda hassas ilaçlama ve gübreleme yapabilmesi amaçlanmıştır. Üç serbestlik derecesine sahip olan robotun eklemleri 12V DC motorlarla hareket ettirilmiştir. Geri besleme ilk eklemde dijital enkoder ile diğer iki eklemde ise potansiyometre ile sağlanmıştır. Robotun hareket kontrolü için National Instruments 1000b PXI kontrolörü kullanılmıştır. Bu kontrolör, PXI-8170 Pentium 3 işlemcisi ve PXI-7344 hareket kontrolöründen oluşmaktadır. Robotun kinematik zincirinde ilk eklem 1680 mm uzunlukta prizmatik bir eklemdir. İkinci eklem 390 mm uzunluğunda bir çerçeveye yerleştirilmiş ±50° dönebilen bir silindirik eklemdir ve son eklem ise dikey yönde 400 mm hareket edebilen bir prizmatik eklemdir. Denge problemini çözmek amacıyla robotun arka kısmına 80 kg ağırlık konulmuştur. Deneme sonuçlarına göre robotun iş veriminin (400-500 adet-bitki h-1) düşük olarak değerlendirilebileceği, ancak uzun süre çalışmasının günlük verimi artıracağı belirtilmiştir. Çalışma sonunda konu ile ilgili geliştirme çalışmalarının devam edeceği ve üretim sürecindeki farklı işlemlerin de robotlar tarafından yapılmasının hedeflendiği bildirilmiştir. Şekil 2. Hereketli masalarda robotun çalışma düzlemi (Belforte et al., 2006) Gay et al. (2008), çalışmalarında çok amaçlı robot uygulamalarına yer vermişlerdir. Birincisi Belforte et al. (2006) tarafından geliştirilen sabit noktalı robot uygulamasıdır. Diğer uygulama ise kartezyen robotlardır. İlk prototip üç serbestlik derecesine sahip bir manipülatördür. Bu prototipin farklı son tutucular (end effector) takılabilecek şekilde dizayn edildiği ve istenildiğinde serbestlik derecesinin arttırılabileceği belirtilmiştir. Manipülatörün pantograf yapıda dizayn edildiği, fakat bu yapıdan dolayı ters kinematik hesabının uzun sürdüğü ve bunun da performansı etkilediği belirtilmiştir. İlk prototipteki performans düşüklüğü nedeniyle ikinci prototip olan kartezyen robot geliştirilmiştir. Masada yapılan yetiştiricilikte, hassas ilaçlama ve hassas gübreleme yapılacak bitkiler genellikle dikdörtgen bir tabla üzerinde olduğundan, koordinatların direk robotun eklem konumlarında kullanılabileceği belirtilmiştir. Bu nedenle ters kinematik hesabı ile zaman kaybı olmamaktadır. Ayrıca kartezyen yapıya uygun parçaların bulunmasının diğer yapılara nazaran daha kolay olduğu ve kartezyen modülünün bir kızak yapısı ile hareket ettirildiği bildirilmiştir. Robotun çalışacağı bitkilerin bulunduğu platformun (bench) boyutları ise 3000×1500×1000 mm’dir. Kashiwazaki et al. (2010), Japonya’da tarımsal alanlardaki işgücünün azaldığı bu nedenle mekanizasyon ve otomasyona yönelik çalışmaların arttığını bildirmişlerdir. Bununla birlikte tarımsal işlemlerin tümüyle otomasyon sistemleriyle yapılmasında bazı teknik problemlerin bulunduğunu belirtmişlerdir. İşçilerin esnek ve hassas çalışabildiği, robotların ise çok tekrarlı işlemlerde başarılı Şekil 1. Robotun serada çalışması (Belforte et al., 2006) 276 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 olduğu ifade edilmiştir. Bu nedenle her ikisinin de avantajlı yönlerinin esas alınarak insan ve robotun ortak çalışmasının verimlilik açısından önemli olduğu vurgulanmıştır. Bu kapsamda çalışmalarında bir hasat ve ilaçlama işlemlerinde kullanılabilecek Şekil 3’de görülen robot platformunu geliştirmişlerdir. Mobil robotun çizgi izleme ve engellerden kaçınma özelliğine sahip olduğu belirtilmektedir. Boyutları 600×920×537 mm olan robotun kütlesi 70 kg, taşıma kapasitesi 150 kg, arka tekerlek çapı 330 mm ve ön tekerlek çapı 150 mm’dir. Arka tekerler birbirinden bağımsız olarak kontrol edilmektedir, ön tekerler ise sarhoş tekerlerdir. Mobil robot hareketini iki adet DC motordan almaktadır. Robotun üst kısmını sadece hasat sonrası ürünleri taşımak için değil ayrıca başka aparatlar eklenebilecek şekilde tasarlanmıştır. Mobil robota çizgi takibi yapabilmesi için metal algılama sensörü eklenmiştir ve robot noktadan noktaya modu, kesintisiz yörünge modu ve güç yardımlı modu olmak üzere 3 modda çalıştırılabilmektedir. Noktadan noktaya modunda belirtilen konuma engellere çarpmadan en kısa yoldan gitmektedir. Robot, kesintisiz yörünge modunda yere çizilmiş yörüngeyi takip etmektedir ve son olarak güç yardımlı modda bir işçi tarafından yardımcı bar ile hareket ettirilmektedir. Şekil 3. Sera robotu (Kashiwasaki et al., 2010) süspansiyon sistemi kullanılmamıştır. Robotun yönlendirilmesi amacıyla kamera, lazer sensörler ve enkoderler kullanılmıştır. Kullanılan elektronik ekipmanların ayrıntısına yer verilmemiştir. Mobil robotun üzerine 400L kapasiteli bir ilaç deposu yerleştirilebilmektedir. İlaçlama modunda sağına ve soluna yerleştirilmiş dikey püskürtme çubuğunun her birinde dört adet meme bulunmaktadır. Hidrolik kaldırma platformu mobil robotun üzerine yerleştirildiğinde mobil robot 2.5 m yükseklikteki işler için kullanılabilir duruma gelmektedir. Geliştirilen robot ile ilgili resimler Şekil 4 ve Şekil 5’de görülmektedir. Budama Robotları Gelişme döneminde seralarda yetiştirilen sebzelerde, bitki üzerinde bulunan bazı dal ve yaprakların belirli aralıklarla temizlenmesi gereklidir. Bu işlem budama, koltuk alma, filiz kırma, fisil alma, yaprak arası açma gibi terimlerle adlandırılmaktadır. Antalya bölgesi geleneksel seralarında, çok tekrarlı yapılan bu işlem için yıllık ürünlerde bir üretim sezonunda gerekli olan işgücü ürünlere bağlı olarak 100300 h da-1 arasında değişmektedir. Bu değer toplam işgücünün ortalama % 20’sini oluşturmaktadır (Akıncı ve Çanakcı, 2009). Aynı şekilde Van Henten et al. (2006), seralarda yetiştirilen bitkilerde yaprak budamasının yüksek işgücü gerektiren yorucu ve maliyetli bir iş olduğunu bildirmişlerdir. Çalışmada toplam işgücünün % 19’unun bu işlem için harcandığı belirtilmiştir. Otomasyonla bu işlemin kolaylaşacağı ve Sanchez-Hermosilla et al. (2012), seralarda kullanılabilecek üniversal bir robot geliştirmişler. Robotun üst kısmı kızaklı bir yapıda olması farklı amaçlarla kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Robot üzerinde gerekli düzenlemeler yapılarak; ilaçlama işlemleri için pülverizatör, kültürel işlemlerin gerçekleştirilmesinde kullanılmak üzere bir kaldırma platformu ya da sera içi taşımacılık işlemlerinde kullanılmak üzere bir taşıyıcı olarak kullanılabileceği belirtilmiştir. Toprak zemin üzerinde hareket edecek şekilde tasarlanmış mobil robotun genişliği 710 mm, uzunluğu 1750 mm ve yüksekliği ise 530 mm’dir. Mobil robotun hızının yavaş olması nedeniyle 277 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 Görüntü İşleme Uygulamalarına Yönelik Araştırmalar Seralarda kullanılacak robotlarla ilgili araştırmalarda, robot hareketinin ve yönlendirilmesinin sağlanması, yapacağı işlemin özelliğine göre bitkinin ilgili aksamının tanıtılması vb. işlemler için görüntü işleme ile ilgili çalışmalar da yürütülmektedir. Longo et al. (2011), seralarda kullanılan robotların, zemin üzerindeki otonom hareketine yardımcı olmak amacıyla bir yapay görme algoritmasının geliştirilmesi ve test edilmesine yönelik bir çalışma yapmışlardır. Çalışmanın başarıya ulaşması için seranın bazı özelliklerinin ve ışık durumunun iyi bilinmesinin gerekliliği vurgulanmıştır. Çalışmada otomatik yönlendirme için yapay görme tabanlı yöntem esas alınmış ve düşük maliyetli sensörler kullanılmıştır. Sıra aralarındaki boşluğu dikkate alarak robotların otonom olarak ilerlemesine yardımcı olmak amacıyla yaygın olarak kullanılan DGPS ve 2D lazer tarayıcılar vb. yerine düşük maliyetli webcam (CCD sensör) ve uygun ölçüm algoritmaları kullanılmıştır. Kameradan görüntüler alınmakta ve robotun sıra aralarında ilerleyebilmesi için kullanılacak yarayışlı verilere dönüştürülmektedir. Sistemde sadece CCD kamera kullanılarak görsel odometri ile pozisyon, hız ve yön belirlenmektedir. Bu uygulamada, alınan görüntünün kuş bakışı algoritması (bird-eye like algorithm) ile perspektif transformasyonu yapılmaktadır. Bir domates serasında yapılan denemelerde yandaki vejetasyon ile mobil robotun gideceği yol arasındaki örüntü farkının net bir şekilde ortaya çıktığı belirlenmiştir. Çalışmanın sonraki aşamalarında sunulan algoritmanın otonom bir robot üzerine entegre edileceği bildirilmiştir. Şekil 4. Kültürel işlemler için geliştirilmiş mobil robot ve kaldırma platformu (SanchezHermosilla et al., 2012) Şekil 5. Robotun ilaçlama işlemlerinde kullanılması maliyetlerin azalacağı öngörülmüştür. Bu kapsamda, yaprak budaması işlemini gerçekleştiren bir otonom robotun fonksiyonel modeli ve yapılan denemeler ile ilgili bilgiler verilmiştir. İlk kez yapıldığı bildirilen bu tip çalışmadaki robot, yüksek tele asılmış hıyar bitkisinin 1.2 m olan hasat yüksekliğinin altında kalan yaprakları kesmektedir. Az sayıdaki alan denemesi, robotlarla yaprak budaması işleminin yapılabileceğini göstermiştir. Manipülatör ve görüntüleme sistemlerinde nispeten olumlu sonuçlar alınmıştır. Ancak kesme kolundaki mekanik sorunlar nedeniyle yeniden mühendislik uygulamalarına gerek duyulmaktadır. Yapılan deneme sonuçlarına göre iki yaprağın budanması için gerekli süre toplam 140 saniye’dir. Bu süre insan işgücünden yaklaşık 35 kat daha fazladır. Ekonomik bir uygulama için robotun daha hızlı çalıştırılması ve gerekli olan toplam sürenin azaltılması gereklidir. Çalışma sonunda ayrıca, tek bir robotik platformun, üzerinde bazı değişikliklerin yapılarak hem hasat hem de yaprak budaması işlemleri için kullanılabileceği belirtilmiştir. Mehta et al. (2008) tarafından serada çalışacak bir mobil robot için görüntü tabanlı lokalizasyon üzerine çalışılmıştır. Bunun için arkaya ve öne bakan iki adet kamera, lokalizasyonda yardımcı olacak dikdörtgen sarkıtlar ve görüntü işlemeyi yapacak bir bilgisayar kullanmışlardır. Kameralar, NTSC analog sinyal formatında çıkış vermektedirler. Bunu bir dönüştürücü ile USB’den bilgisayara almaktadırlar. Lokalizasyonda yardımcı olan dikdörtgen sarkıtlar 300×150 mm boyutlarında seçilmiştir. Görüntü işleme için 278 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 MATLAB programı kullanılmıştır ve programın gerçek-zamanlı olmayan bir şekilde çalıştığı belirtilmiştir. Lokalizasyonu belirleyebilmek için yararlanılan işlemler öklid homograflarından alt bileşenlerine ayrılarak yapılmıştır. verilmesinin gerekli olduğu düşünülmektedir. Bu konuda uygulamaya dönük araştırmaların da başlamış olması sevindiricidir. Ülkemizde bu konuda yapılacak çalışmalar için bilimsel ve teknolojik altyapının yeterli olduğu, ancak bunun disiplinler arası çalışmalar ve projeler ile gerçekleşmesinin hem zaman hem de geliştirilecek robotların daha fonksiyonel olması açısından oldukça önemli olduğu düşünülmektedir. Bakker et al. (2007), otonom araçların ilerlemesi sırasında bitki sıralarının algılanması üzerinde çalışmışlardır. Araştırmada vizyon tabanlı sıra belirleme sistemi uygulanmıştır. Denemeler şeker pancarı ekilmiş, yabancı otların da bulunduğu bir serada yürütülmüştür. Deneme alanında 25 m uzunluğundaki beş adet sıraya, 50 cm sıra aralığında ve 18 cm sıra üzeri uzaklıkta ekim yapılmıştır. Görüntü işleme için kullanılan kameranın çözünürlüğü 659×494 pikseldir. Kamera yerden 1.74 m yükseklikte ve dikeyle 40° açı yapacak şekilde yerleştirilmiştir. Kamera ile 2.5 m sıra üzeri uzunluk ve 1.5 m sıra arası genişliğinde görüntü elde edilebilmektedir. Bu sayede üç adet sıra tamamıyla görüntülenebilmektedir. Alınan görüntüler 24 bitlik Bitmapler şeklinde kaydedilmişlerdir. Görüntü işleme için Labview programı kullanılmıştır. Kameranın belli bir açıyla yere bakması nedeniyle perspektif transformasyonu yapılmıştır. Görüntülerdeki RGB değerleri ile doğrudan tespitin yeterli seviyede olduğu belirtilmiştir. LİTERATÜR LİSTESİ Anonim, 2013. Bitkisel Üretim ve Bitki Sağlığı Şube Müdürlüğü Kayıtları. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Müdürlüğü, Antalya. Antalya http://www.antalya-tarim.gov.tr, Mayıs 2013. İl Erişim: Apaydın, M., Ö.K. Caner, 2011-2013. Örtüaltı Sebze Yetiştiriciliğinde Kullanılmak Üzere Kendi Yürür Pülverizatör Tasarımı (Devam eden TAGEM projesi). Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Zirai Mücadele Araştırma İstasyonu Müdürlüğü, Bornova, İzmir. http://www.bzmae.gov.tr Mayıs2013) (Erişim: Bakker, T., H. Wouters, K. van Asselt, J. Bontsema, L. Tang, J. Müller, G. van Straten, 2008. A Vision Based Row Detection System For Sugar Beet. Computers and Electronics in Agriculture, 60, 87-95. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Bu çalışmada, seralarda robotik uygulamalara yönelik yapılmış ve uluslararası platformlarda sunulmuş bazı çalışmalar derlenmiştir. İncelenen araştırmalar, çalışma alanlarına göre sınıflandırılmıştır. Çalışmaların; robotların geliştirilmesinde izlenecek yöntemler, tek bir işlem ya da birden fazla kültürel işlemin gerçekleştirilmesine yönelik (üniversal) robot geliştirilmesi ve robotlarda kullanılacak görüntü işleme yöntemleri gibi konularda yoğunlaştığı görülmektedir. Ayrıca incelenen birçok çalışmanın prototip aşamasında olduğu ve çalışmaların devam edeceği belirtilmektedir. İleriki çalışmalarda, daha fonksiyonel robotların daha düşük maliyetler ile gerçekleştirilmesinin hedeflendiği açıklanmaktadır. Belforte G., R. Deboli, P. Gay, P. Piccarolo, D. Ricauda Aimonino, 2006. Robot Design and Testing for Greenhouse Applications. Biosystems Engineering, 95 (3):309–321. Beller, S., 2012. Cam Silme Robotu ve Uygulaması. Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniv. Fen Bilimleri Enst., Makina Müh. Anabilim Dalı, 82 ss. Maket BLM, 2013. Otomatik Sera İlaçlama Aracı. BLM Mekatronik-Otomasyon. http://www.blmmekatronik.com (Erişim: Mayıs 2013). Canakci, M. ve İ. Akincı, 2006. Energy Use Pattern Analyses of Greenhouse Vegetable Production. Energy. 31:1243-1256 Günümüz koşullarında, ülkemiz sera yetiştiriciliği ve sera alanları dikkate alındığında özellikle ilaçlama ve taşıma işlemlerinde robotik uygulamalara öncelik 279 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 Çanakcı, M. ve İ. Akıncı, 2007. Antalya İli Sera Sebze Yetiştiriciliğinde Modern ve Geleneksel Sera İşletmelerinin Kıyaslanması. Tarımsal Mek. 24. Ulusal Kongresi, Kahramanmaraş, 54-61. Processes in Sustainable Agriculture and Forestry. Vienna, Austria. Magnani P., B. Midollini, E. Crudo, 2006. Robots and Martian Greenhouses. 2nd International Workshop “Agrospazio: Ricerca e Territorio” Sperlonga (LT), Italy. Çanakcı, M. ve İ. Akıncı, 2009. Antalya İli Sera Sebze Yetiştiriciliğinde Uygulanan Tarımsal İşlemler ve İnsan İşgücü Kullanımı. Tarım Mak. Bilimi Dergisi, 5(2): 193-201 http://www.agrospaceconference.com/sp erlonga2006/10%20Magnani%20%20Robots%20and%20greenhouses.pdf, (Erişim: Mayıs 2013). Çanakcı, M., N. Çağlayan, N.Y. Emekli, M. Topakcı, 2011. Modern Sera Teknolojileri ve Türkiye’deki Uygulamaları, T.C. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, 2011 Yılı Bahçe Bitkileri Grubu Bölge Bilgi Alışveriş Toplantısı, Ege Tarımsal Araştırma Enst. Yayın No:144, 27-30 Eylül, Denizli, 1-14, 2011. Mandow, A., J. M. Gomez-de-Gabriel, J. L. Martinez, V. F. Muñoz, A. Ollero, A. García-Cerezo, 1996. The autonomous mobile robot AURORA for greenhouse operation. Robotics & Automation Magazine, IEEE, 3(4), 18-28. Gay P., P. Piccarolo, D. Ricauda Aimonino, R. Deboli, 2008. Robotics for Work and Environment Safety in Greenhouse. International Conference: Innovation Technology to Empower Safety, Health and Welfare in Agriculture and Agro-food Systems, September 15-17, Ragusa, Italy. Mashhadimeyghani, H., D. Kalantari, A. Rafiq, 2012. Design of An Automatic Sprayer in Greenhouses Condition. CIGR-AgEng 2012, Int. Conference of Agricultural Engineering. Valencia, Spain. http://cigr.ageng2012.org/images/fotosg/ tabla_137_C0314.pdf Kashiwazaki K., Y. Suguhara, J. Iwasaki, K. Kosuge, S. Kumazawa, T. Yamashita, 2010. Greenhouse Partner Robot System. 41st International Symposium on and 6th German Conference on Robotics (ISR/ROBOTIK), Berlin, Germany. (Erişim: Mayıs 2013). Masoudi, H., R. Alimardani, M. Omid, S. S. Mohtasebi, N. Noguchi, K. Ishii, 2010. Design, Fabrication and Evaluation of a Mobile Robot for Greenhouse Spraying. 17th World Congress of the International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering (CIGR), Canada. (Erişim: Mayıs 2013). Kitamura, S., K. Oka, 2005. Recognition and Cutting System of Sweet Pepper for Picking Robot in Greenhouse Horticulture. IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, IEEE, Niagara Falls, Canada, 1807-1812. http://www.csbescgab.ca/docs/meetings/2010/CSBE101359.p df Livne, L., E. Yael, A. Bechar, 2010. Design of an Autonomous Spraying Robot for Greenhouse, 17th World Congress of the International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering (CIGR), Canada. Mehta, S. S., T. F. Burks, W.E. Dixon, 2008. Vision-Based Localization of a Wheeled Mobile Robot for Greenhouse Applications: A Daisy-Chaining Approach. Computers and Electronics in Agriculture, 63(1):28-37. http://www.csbescgab.ca/docs/meetings/2010/CSBE101012.p df (Erişim: Haziran 2012). Noordam, J.C., J. Hemming, C. van Heerde, F. Golbach, R. van Soest, E. Wekking, 2005. Automated Rose Cutting in Greenhouses with 3D Vision and Robotics: Analysis of 3D Vision Techniques for Stem Detection. International Conference on Sustainable Greenhouse SystemsGreensys2004, Acta Hort. (ISHS) 691:885892. Longo D., A. Pennisi, G. Muscato, G. Schillaci, L. Caruso, S. Balloni, 2011. An Autonomous Multifunctional Electrical Vehicle Able to Move inside Greenhouses Using Artificial Vision Methodologies and Low Cost Sensors. XXXIV CIOSTA CIGR V Conference.Efficient and Safe Production 280 28. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi 4-6 Eylül KONYA 2013 RoTAM, 2013. Robot Teknolojileri Uygulama Ve Araştırma Merkezi. Atılım Üniversitesi. in Greenhouses. Autonomous Robots, 13: 241-258. Van Henten E. J., B.A.J. Van Tuijl, G. J. Hoogakker, M. J. Van Der Weerd, J. Hemming, J. G. Kornet, J. Bontsema, 2006. An Autonomous Robot for De-leafing Cucumber Plants grown in a High-wire Cultivation System. Biosystems Engineering , 94 (3):317–323. http://kurumsal.library.atilim.edu.tr/pdfs/ 100430-sunum.pdf (Erişim: Mayıs 2013). Sammons, P. J., T. Furukawa, A. Bulgin, 2005. Autonomous Pesticide Spraying Robot for use in a Greenhouse. Australian Conference on Robotics and Automation (ACRA). Van Tuijl, B. A. J., E. J. Van Henten, G. J. Hoogakker, M. J. Van Der Weerd, J. Hemming, J. G. Kornet, J. Bontsema, 2005. An Information Based Systematic Design Method for Robotics in Greenhouses. Acta Hort. (ISHS) 691:859-866 http://www.cse.unsw.edu.au/~acra2005/ proceedings/papers/ sammons.pdf (Erişim: Mayıs 2013) Yağcıoğlu A., 2009. Sera Mekanizasyonu. Ege Üniversitesi Yayınları, Ziraat Fakültesi Yayın No:562. Ege Üniversitesi Basımevi, Bornova, İzmir, 383 ss. Sanchez-Hermosilla J., F. Paez, V. Rincon, J.G. Donaire, 2012. Mechanical Design and Development of an Electric Mobile Robot for Agricultural Tasks in Greenhouses. International Conference of Agricultural Engineering, Spain. Yıldız, E. 2009. Engelli Bir Alan İçinde Otomatik Olarak Hedefini Bulabilen Bir Mobil Robotun Tasarımı, İmalatı Ve Hareket Algoritmalarının Geliştirilmesi. Yüks. Lis. Tezi http://cigr.ageng2012.org/images/fotosg/ tabla_137_C0234.pdf Pamukkale Üniv., Fen Bil. Enst., ElektrikElektronik Müh. Anabilim Dalı. 116 ss. (Erişim: Mayıs 2013) Singh, S. 2004. Autonomous Robotic Vehicle for Greenhouse Spraying, MSc Thesis, Univ. of Florida, Florida, USA., 90 pp. TDK 2013. Türk Dil Kurumu, Güncel Türkçe Sözlük. http://www.tdk.gov.tr/ (Erişim: Mayıs 2013) Tekin A.B., 2013. Tarım Robotları. Hassas Tarım Teknolojileri Çalıştayı Sunumu. 22 Mayıs 2013, Antalya TÜİK 2013. Kayıtları. Türkiye http://www.tuik.gov.tr 10.06.2013) İstatistik Kurumu (Erişim: Ünal İ., 2012. GPS Yönlendirmeli Tarımsal Bir Robotun Geliştirilmesi ve Anız Yoğunluğunun Blirlenmesi Örneğinde Kullanımı Üzerine Bir Araştırma. Doktora Tezi, Akdeniz Üniv. Fen Bilimleri Enst. Tarım Mak. Anabilim Dalı, Antalya 191 ss. Van Henten, E. J., J. Hemming, B. A. J. Van Tuijl, J. G. Kornet, J. Meuleman, J., Bontsema, E. A. Van Os, 2002. An Autonomous Robot for Harvesting Cucumbers 281