FARMBOT ԳՅՈՒՂԱՏՆՏԵՍԱԿԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԻ ԳՈՐԾՈՒՆԵՈՒԹՅԱՆ ՀԵՌԱՆԿԱՐՆԵՐԸ ՀԱՅԱՍՏԱՆԻ ՀԱՆՐԱՊԵՏՈՒԹՅՈՒՆՈՒՄ

​ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ «ФАРМБОТ» В РЕСПУБЛИКЕ АРМЕНИЯ

Шермазанян Вардан Амаякович

инженер-программист, бакалавр, Национальный политехнический университет Армении, Ванадзорский филиал,

Армения, г. Ванадзор

PROSPECTS OF THE FARMBOT AGRICULTURAL SYSTEM IN THE REPUBLIC OF ARMENIA

Vardan Shermazanyan

Software engineer, bachelor's degree, National Polytechnic University of Armenia, Vanadzor branch,

Armenia, Vanadzor

ՀԱՄԱՌՈՏԱԳԻՐ

Հոդվածը ներկայացնում է գյուղատնտեսական Farmbot համակարգի ընդհանուր նկարագիրը, ստեղծման պատմությունը, դրա առավելությունը գյուղատնտեսական աշխատանքի, ինչպես նաև Հայաստանի Հարապետությունում արդյունավոտության վերլուծությունը։ Հոդվածում կատարված հետազոտության արդյունքում պարզ դարձավ կատարվելիք աշխատանքի սկզբունքը, քանզի ընդհանուր թիրախային խումբ ընտրվեց Հայաստանի ջերմոցային գյուղատնտեսությունը, հաշվի առնելով ծրագրային ապահովման բարդ լինելը, մշակվեց մի  նոր ծրագրային ապահովում որը կտեղադրվի FarmBot համակարգի ծրագրային փաթեթում և ավելի ֆունկցիոնալ ձևաչափով կհեշտացնի օգտատիրոջ աշխատանքը։

АННОТАЦИЯ

В статье представлен обзор системы Farmbot, история ее создания, ее преимущества в сельскохозяйственной работе, а также анализ эффективности в Республике Армения. В результате исследования, проведенного в статье, стал ясен принцип работы, поскольку общей целевой группой было выбрано тепличное сельское хозяйство Армении, учитывая сложность программного обеспечения, было разработано новое программное обеспечение, которое будет установлено в программном пакете системы FarmBot и облегчит работу пользователя в более функциональном формате.

SUMMARY

The article presents an overview of the Farmbot system, the history of its creation, its advantages in agricultural work, as well as an analysis of efficiency in the Republic of Armenia. As a result of the research conducted in the article, the principle of operation became clear, since the greenhouse agriculture of Armenia was chosen by the general target group, taking into account the complexity of the software, a new software was developed that will be installed in the software package of the FarmBot system and will facilitate the user's work in a more functional format.

Բանալի բառեր։ FarmBot, Cartesian, կոորդինատներ, ծրագրակազմ, Genesis, մատչելիություն, ինտերֆեյս։

Ключевые слова: FarmBot, Cartesian, декартовы координаты, программное обеспечение, Genesis, доступность, интерфейс.

Keywords: FarmBot, Cartesian, coordinates, software, Genesis, accessibility,  interface.

Ներածություն։ 21-րդ դարը գլոբալ փոփխություների դարաշրջան է. ամբողջ աշխարհի համար ցանկացած ուղղվածության և բնագավառների մեջ լինում են անհամեմատ կայուն փոփոխություններ, սա վկայում է այն մասին, որ գյուղատնտեսական ոլորտը նույնպես պիտի այնպիսի զարագցում ապրի, որպեսզի գյուղացին կարողանա ավելի հեշտ կառավարի իր տնտեսությունը։ Այս ամենը հաշվի առնելով` 1980-ականերից մշակում ստացավ մի համակարգ, որը նախատեսված էր գյուղացու աշխատանքային ռեսուրսն ավելի հեշտացնելու համար, դա FarmBot-ն է, որն իրենից ներկայացնում է մի համակարգ, ինչի շնորհիվ գյուղացին կարողանում է ցանել, մշակել ցանկացած տեսակի մշակաբուսեր և սննդամթերք։

Խնդրի դրվածքը։ FarmBot-ը բաց կոդով CNC ճշգրիտ գյուղատնտեսական նախագիծ է, որը բաղկացած է Cartesian կոորդինատներով գյուղատնտեսական մեքենայի ծրագրակազմից և փաստաթղթերից, ներառյալ գյուղատնտեսական տվյալների պահեստը: FarmBot-ը մշակվել է 1980-ականների սկզբին: Ծրագրի նպատակն է եղել ստեղծել բաց և մատչելի տեխնոլոգիա, որն օգնում է բոլորին աճեցնել սննդամթերք առանց աշխատանք կատարելու: FarmBot-ը բաց կոդով նախագիծ է, որը թույլ է տալիս օգտվողներին փոփոխություններ և լրացումներ կատարել ապարատային, ծրագրային ապահովման և փաստաթղթերի մեջ:

Նկ․1. FarmBot նախագիծի հիմարար աշխատանքային հարմարանք

FarmBot նախագիծը մեկնարկել է 2011 թվականին ամերիկացի Ռորի Արոնսոնի կողմից Կալիֆոռնիայի պոլիտեխնիկական համալսարանում մեքենաշինություն սովորելու ժամանակ ։ Արոնսոնը մասնակցեց օրգանական գյուղատնտեսության ընտրովի դասընթացին, որտեղ նա իմացավ տրակտորի մասին, որն օգտագործում է մեքենայական տեսողություն մոլախոտերը հայտնաբերելու և ոչնչացնելու համար, ինչը վերացնում է թունաքիմիկատների կամ ձեռքի աշխատանքի անհրաժեշտությունը: Տրակտորի արժեքը գերազանցել է 1 միլիոն ԱՄՆ դոլարը։

2013-ի սեպտեմբերին Արոնսոնը հրապարակեց սպիտակ թուղթ, որը նախանշում էր ծրագրի նպատակները. « ստեղծել համայնք, որն արտադրում է անվճար, բաց կոդով ապարատային պլաններ, ծրագրակազմ, տվյալներ և փաստաթղթեր, որոնք թույլ են տալիս բոլորին կառուցել և շահագործել գյուղատնտեսական մեքենա»:

Աշխատանքի նապատակը։ Ուսումնասիրել համակարգի աշխատանքը, այն հարմարեցնել Հայաստանի Հանրապետության գյուղատնտեսական ոլորտին և գյուղացու աշխատանքային ռեսուրսներին։

Հետազոտության Արդյունքները։ Նախագիծը պատասխանատու է սննդամթերքի արտադրության 60%-ով ավելացմանը,  որն անհրաժեշտ է մինչև 2050 թվականը համաշխարհային բնակչության

 7-9 միլիարդ աճի և ճշգրիտ գյուղատնտեսության ներուժի ՝ գյուղատնտեսության շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը նվազեցնելու համար ՝ նվազեցնելով ջրի, էներգիայի, տրանսպորտի, նավթամթերքների սպառումը և բերքը աճեցնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը: Ծրագրի նպատակն է ապահովել, որ գյուղատնտեսությունը ավելի կայուն մակարդակի հասնի և ապահոված լինի 21-րդ դարի պայմանների  հիման վրա ։

2014 թվականի Մարտին Արոնսոնը սկսեց աշխատել նախագծի վրա լրիվ դրույքով, որը ֆինանսավորվում էր Shuttleworth հիմնադրամի դրամաշնորհով։ Ծրագրային ապահովման մշակող թիմ Էվերսը և ծրագրային ապահովման մշակող Ռիկ Կառլինոն հետագայում միացան նախագծին ՝ որպես հիմնական բաց կոդով մշակող ծրագրակազմ այդ ամենից հետո մեկնարկել է Farmbot.cc, որը հաստատել է Հայաստան համահայկական հիմնադրամի հոգաբարձուների խորհրդի նիստը։

2014 թվականի Մարտին Ռորի Արոնսոնը ստեղծեց ընկերություն որը անվանեց Farmbot, իսկ նրան օգնեց Farmbot.io ընկերությունը որը նրան տրամադրեց սարքավորումներ և ծրագրային ապահովման ծառայությունների փաթեթներ, ինչպես նաև որպես ֆինանսավորման աղբյուր բաց կոդով ծրագրային ապահովման փաստաթղթեր ընդհանուր տեղեկատվական համակարգի պահպանման համար: 2014 և 2015 թվականներին FarmBot-ն ընդգրկվել է Hackaday Prize-ում, որտեղ 2015 թվականին դարձել է եզրափակչի մասնակից։ Գյուղատնտեսական робот.іо սկսել է farmbot-ի առաջին կոմերցիոն մատչելի տարբերակի՝ FarmBot Genesis-ի նախնական պատվերները, դիզայնի իններորդ կրկնությունը 2016 թվականի հուլիսին:

FarmBot Genesis-ն ի վիճակի է աճեցնել ավելի քան 30 տարբեր մշակաբույսեր, այդ թվում ՝ կարտոֆիլ, ոլոռ, դդում և այլն, 2,9 × 1,4 մետր տարածքում, բույսերի առավելագույն բարձրությունը ՝ 0,5 մետր: Այն կարող է միաժամանակ տարբեր մշակաբույսեր աճեցնել նույն տարածքում և ունակ է աշխատել ներսում, դրսում և փակ տարածքներում:

Farmbot Genesis-ը կարող է իրականացնել գրեթե բոլոր գործընթացները նախքան բերքահավաքը, ներառյալ ցանքսը, մեխանիկական մոլախոտերի վերահսկումը և ջրելը: Այն պահանջում է էլեկտրաէներգիա, ինտերնետ կապ և ջրամատակարարում, որը կարող է տրամադրվել ինքնուրույն լուծումներով, ներառյալ անձրևաջրերի հավաքման տակառը և արևային վահանակը և մարտկոցը էլեկտրաէներգիա ապահովելու համար: FarmBot Genesis-ն ի վիճակի է տվյալներ հավաքել ՝ հաշվի առնելով այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են բույսի տարիքը և տեղական եղանակային պայմանները, ինչպես տեղական սենսորներից, այնպես էլ ինտերնետի արտաքին տվյալներից:

FarmBot Genesis-ը կատարում է մի շարք առաջադրանքներ ՝ ավտոմատ կերպով կցելով տարբեր գործիքներ ունիվերսալ մոնտաժին, ներառյալ սերմերի ներարկիչը, ոռոգման գլխիկը և մոլախոտերի կտրման գործիքը: Մեքենան ի վիճակի է մոլախոտը հանել ցանքատարածություննրից՝ օգտագործելով մոլախոտերի ճնշող միջոց՝ օգտագործելով տեսախցիկ՝ մոլախոտերը նույնականացնելու համար՝ համեմատելով կայքի բոլոր բույսերը տնկված սերմերի տեղակայման վայրերի հետ:

Աղյուսակ 1.

տնկված սերմերի տեղակայման վայրերի

FarmBot Genesis-ը կառավարվում է վեբ ինտերֆեյսի միջոցով, որն ապահովում է հեռավոր մուտք ցանկացած վայրից ինտերնետով միացված սարքերի մեծ մասում: Այն օգտագործում է առցանց բույսերի տվյալների բազա, որը կոչվում է Open Farm ՝ տնկման օպտիմալ պլան ստեղծելու համար, որը հիմնված է մեծահասակների բերքի չափի վրա: Ճշգրտությունը Մեքենայի դարձնում այն հարմար է լաբորատոր պայմաններում.

Farmbot Genesis-ը բաց կոդով ապարատային մեքենա է, որը նախատեսված է բաղադրիչների վերարտադրելիությամբ և մատչելիությամբ, այն կարող է ստեղծվել ընդհանուր գործիքների և գործընթացների միջոցով, ինչը նշանակում է, որ այն կախված չէ մեկ մատակարարից: Այն կարող է օգտագործվել նաև որպես ապարատային սարք:

Նկ․2. FarmBot գյուղատնտեսական սարքի ինֆորմացիոն աշխատանքի կառուցվածքը։

Մեքենան օգտագործում է գծային ուղեցույցներ X, Y և Z առանցքների երկայնքով, և ճանաչում է ըստ կոորդինատային համակարգի, ըստ ստացված հրահանգի` այն կարողանում է ճշգրիտ կողմնորոշում ստանալ աշխատանքային մակերեսի վրա։

FarmBot Genesis ծրագրակազմն աշխատում է վեբ ինտերֆեյսի միջոցով, որը թույլ է տալիս վերահսկել մեքենան ինտերնետի հնարավորություն ունեցող սարքերի մեծ մասից: Վեբ հավելվածը հնարավորություն ունի հարմարեցնել տարբեր մուտքեր, ներառյալ ջուրը, պարարտանյութերը և թունաքիմիկատները, սերմերի հեռավորությունը և շրջակա միջավայրի գործոնները, ներառյալ հողը և եղանակային պայմանները` հիմնվելով սենսորի ընթերցումների, գտնվելու վայրի և սեզոնի վրա: Այն նաև ունակ է ստեղծել և պլանավորել հաջորդականություններ՝ համատեղելով և փոփոխելով հիմնական գործողությունները: Software ծրագրակազմը կարող է նաև շահարկել տվյալների քարտեզները, իրական ժամանակում մատյան պահել և մուտք գործել բաց գործարանային տվյալներ Open Farm տվյալների բազայում: Ամբողջ ծրագրաշարը հասանելի է MIT լիցենզիայի ներքո և անընդհատ թարմացվում է GitHub-ի կողմից:

FarmBot Genesis-ի փաստաթղթերը բաղկացած են ապարատային և ծրագրային ապահովման փաստաթղթերից, ֆերմերային տնտեսությունների տվյալների բազայից և աջակցության ֆորումներից: Ընդհանուր փաստաթղթերը պարունակում են ապարատային և ծրագրային ապահովման փաստաթղթեր, ներառյալ հավաքման հրահանգները, բնութագրերը, անսարքությունների հայտնաբերումը, անցյալի կրկնությունների փաստաթղթերը և ապագա նախագծման ծրագրերը:

Նկ․2. FarmBot ծրագրակազմի աշխատանքային տիրույթը։

Ըստ ծրագրակազմի ապահովման թաստաթղթերի` ծրագիրը աշխատում է սարքի և համակարգչի միջև կապելով մեկ ընդհանուր լոկալային ցանց, որը որ թույլ է տալիս միայն օգտագործել տանից նույն ցանցին միացված վիճակում։ Ընդհանուր օգտագործման ընթացքում միայն մեկ համակարգիչն օգտակար չի կարող լինել սարքի ֆունկցիոնալ գործողությունները ռեալ ապահովելու համար։ Հետազոտության ընթացքում ծագած խնդիրները թույլ է տալիս հասկանալ որ պետք է օգտագործել մեկ ուրիշ ծրագրակազմ, որը կարող է թույլ տալ աջորդական կերպով միանալ լոկալ ցանցին և կառավարել սարքը ցանկացած հեռավորության վրա։ Այս ամենի համար անհրաժեշտ է կատարել ծրագրային փոփոխություն, որը կկատարվի ըստ փաստաթղթային տվյալների ապահովման տեղամասում։ Այս դեպքում գյուղացին ցանկացած վայրից, ցանկացած ժամանակ կարող է իր սարքը կառավարել, որի մեջ ներառվում է ընդհանուր բերքի խնամքը ըստ բույսի պահանջների։ Ծրագիրը թույլ կտա նունիսկ հատուկ պլանվորում կատարել ցանկացած բույսի համար հատուկ ֆունկցիաների մչոցով։

Farmbot-ի ծրագրային ապահովումը, հեշտ կառավարումը կազմակերպելու համար ստեղծվում են ֆունկցիաներ, որոնք ըստ սարքի ծրագրակազմի կառոցվախծքի զարգացման ճանաչում է ըստ կորդինատների և հարթության կառավարման ճշգրիտ տվյալների։

Առաջնային խնդիրը այն է, որ Հայաստանում գյուղացու մոտ դա խնդիր կարող է առաջացնել ծրագարային փաթեթից օգտվելու համար այդ իսկ պատճառով առաջարկվող խնդրի հիմնակնան գործառույթը ցանկացած բույսի համար մուտքագրել ընդհանուր ցանքսատարածքային տվյալներ և ընտրելուվ ցանվող սերմը` ավտոմատ կերպով կատարում է բույսի ցանման  և ընթացիկ մշակման գործընթացը։ Այս ամենի դեպքում ցանքատարացքով զբաղվող ֆերմերից միայն անհրաժեշտություն է համարվում հատուկ տարայի մեջ տեղադրել սերմերը, այնուհետև հետևողական լինել սարքի աշխատանքին։

Ըստ ստացված խնդրի առավելությունը այն է որ ստեղծվում է ծրագրային փաթեթ որը իր մեջ ներառում է Հայաստանի Հանրապետության կլիմայական պայմաներին հարմար բույսեր և նրանց մշակամն տարատեսակ գործառույթների փաթեթը, որը ավելի է հեշտացնում օգտվողի գործունեյությունը, փաթեփը հատուկ ծրագրային ապահովում կստանա և թարմացումներ ըստ գրաֆիկայի ֆունկցիաների։

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Farmbot-ը որպես գյուղատնտեսական ՝համակարգ մեծ փոփոխություն է տեղեկատվական և գյուղատնտեսական ոլորտներում։ Ուսումնասիրելով համակարգի աշխատանքները և գործնական և տեսական նյութերը պարզ դարձավ որ այն կարող է լինել մեծ խնդիր գյուղացու և գյուղատնտեսական որորտում քանի որ ծրագրային փաթեթների խրթին աշխատանքն կարող է բարդացնել օգտատիրոջ աշխատանքն, նշեմ որ ծրագրային փաթեթի աշխատանք պայմանավորված է բլոկային ֆունկցիաների ճշգրիտ կորդինատներով, այդ ամենի հիման վրա ստեղծելով ծրգրային նոր ապահովում որը կցվում է համակարգի հավելվածի աշխատանքային գրադարանին և հեշտացնում օգտատիրոջ այս դեպքոււմ գյողատնտեսությամբ զբաղվող մարդու աշխատանքը։ Թեև Farmbot համակարգը ունի ծրագրային լայն կառուցվածք ոմանց համար բարդ և ինչու նայև անհասկանալի բայց ռացիոնալ արդյունքներում այն փոխարինում է օգտատիրոջ ֆիզիկական մեծ աշխատանքը և հեշտ դարձնում այն։ Farmbot-ը զգալի մեծ զարգացում կբերի Հայաստանի հանրապետությունում ջերմոցաին աշխատանքին։

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՑԱՆԿ:

1. Electronic resource https://www.wired.com/2014/02/farmbot/
2. Electronic resource https://agfundernews.com/farmbot-founder-aronson-on-open-source-tech-and-encouraging-consumers-to-farm5832
3. Electronic resource https://www.open-electronics.org/farmbot-the-open-source-farming-cnc-robot/
4. Electronic resource https://inhabitat.com/farmbot-genesis-seeds-waters-and-fertilizes-your-garden-with-life-giving-precision/
5. Electronic resource https://developer.farm.bot/v15/docs/farmbot-software-development