Học cách điều khiển các khía cạnh rủi ro cao của ngành nông nghiệp đang mang một ý nghĩa mới đối với sinh viên Bang Mississippi thông qua thực tế ảo 3-D và Sáng kiến Công nghệ Người trồng trọt Tương lai của trường đại học.
Một nhà kính mô phỏng có một không hai, sắp hoàn thành và được phát triển thông qua nỗ lực hợp tác giữa các trường đại học của sáng kiến, không chỉ mang đến cho nông dân tương lai một công cụ tiên tiến an toàn hơn mà còn xác định lại thời gian cần thiết để phân tích sản xuất cây trồng. Dự án này là sự hợp tác giữa Khoa Khoa học Đất và Thực vật của MSU thuộc Trường Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Đời sống và Trung tâm Hệ thống Xe cộ Tiên tiến.
Được tài trợ thông qua một khoản trợ cấp của liên bang, nhà nghiên cứu chính là Amelia Fox, giáo sư lâm sàng về khoa học đất và thực vật, người đã nói rằng không giống như bất kỳ nhà kính thông thường nào trong khuôn viên trường, hệ thống điều kiện được kiểm soát trong 3-D này sẽ cung cấp cho sinh viên quyền truy cập hoàn toàn vào các biện pháp kiểm soát môi trường.
“Với thực tế ảo, chúng tôi có thể giải quyết vấn đề giảng dạy về doanh nghiệp nông nghiệp có rủi ro cao, được định nghĩa là bất kỳ điều gì có thể dẫn đến tổn thất đáng kể - từ mất mạng hoặc tay chân đến mất sản xuất, thiết bị hoặc vật tư. Từ cách điều khiển nhà kính hoặc chuồng nuôi gia cầm đến cách vận hành máy kéo, thực tế ảo có thể giúp học sinh học cách điều hướng các tình huống có nguy cơ cao một cách an toàn”, Fox nói. “Chúng tôi muốn học sinh tiếp cận với thất bại. Bạn càng hiểu rõ về thất bại thì bạn càng có nhiều khả năng ngăn chặn được nó.”
Fox cho biết đại dịch COVID-19 đã chứng tỏ rõ hơn sự cần thiết của loại công nghệ này.
Fox cho biết: “Một điểm đáng mừng của đại dịch COVID-19 là nó đã cho chúng ta thấy công nghệ có thể nâng cao việc học tập trực tiếp như thế nào, vốn có những hạn chế”.
Daniel Carruth, phó giáo sư nghiên cứu tại CAVS, cho biết nhóm nghiên cứu đã tiếp cận nguyên mẫu thành ba phần, mô hình hóa nhà kính với các cài đặt nhiệt độ, nước và chất dinh dưỡng trước khi phát triển bảng điều khiển và giao diện người dùng.
“Mục tiêu của thực tế ảo là cung cấp cho sinh viên quyền truy cập vào thứ gì đó mà họ không nhất thiết phải truy cập một cách nhanh hơn. Với hệ thống này, giờ đây sinh viên có thể hoàn thành việc trồng, tăng trưởng và thu hoạch cây trồng trong vòng vài giờ so với hàng tháng trời trong thế giới thực.”
Nguyên mẫu của nhóm hiện đang được cải tiến bởi Pulseworks, LLC, công ty hàng đầu thế giới về thiết bị mô phỏng chuyển động. Tiếp theo, Richard Harkess, giáo sư khoa học đất và thực vật, sẽ sử dụng công nghệ này trong khóa học sản xuất cây trồng trong nhà kính của mình, hy vọng là vào học kỳ mùa thu sắp tới này.
Học sinh sẽ trồng rau bina, rau diếp và cà chua trong nhà kính ảo từ hạt giống đến chợ, thiết lập các biện pháp kiểm soát môi trường, sau đó kiểm tra, cho ăn và tưới nước cho cây trồng, đồng thời khắc phục áp lực về côn trùng và dịch bệnh, v.v. Nhóm cũng sẽ kiểm tra tính hiệu quả của hệ thống bằng cách đo lường mức độ học sinh học được từ nó.
Harkess cho biết công nghệ này giúp sinh viên có được trải nghiệm thực tế trong việc điều khiển các biện pháp kiểm soát nhà kính, điều mà cho đến thời điểm này họ vẫn chưa có quyền tiếp cận.
“Ngay cả trong môi trường đại học, sinh viên cũng không có quyền truy cập vào bộ điều khiển trong nhà kính thông thường vì một sai sót nhỏ có thể giết chết một số lượng lớn thực vật. Trong môi trường thương mại, rủi ro thậm chí còn cao hơn với khả năng mất hàng chục nghìn đô la trong môi trường sản xuất nếu xảy ra thiệt hại về mùa màng”, Harkess nói. “Trong khi mỗi học sinh của tôi trồng cây từ hạt giống đến bán trong môi trường nhà kính thông thường, mọi thứ họ học về hệ thống điều khiển cho đến nay vẫn chỉ là lý thuyết.”
Harkess cho biết khả năng tiếp cận các kết quả của thế giới thực trong môi trường ảo là điều khiến ông phấn khích nhất về công nghệ.
“Học sinh sẽ có thể tìm hiểu chi tiết về các biện pháp kiểm soát môi trường bao gồm chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm, tạo bóng râm và hơn thế nữa. Việc phát triển bộ kỹ năng nâng cao này sẽ giúp họ phát triển về mặt chuyên môn, thăng tiến nhanh hơn trong lực lượng lao động,” ông nói. “Khả năng đặt học sinh của chúng tôi vào tình huống phụ trách một nhà kính trồng nhiều loại cây trồng mang lại cho họ cảm giác thực sự về những gì họ sẽ làm khi ra ngoài đồng và làm việc trong môi trường sản xuất.”
Dự án được tài trợ bởi khoản tài trợ ba năm của Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Quốc gia USDA, kéo dài đến tháng 2022 năm XNUMX và là từ sáng kiến Công cụ và Tin học Điện tử Nông nghiệp và Thực phẩm (FACT) của tổ chức.
Các cộng tác viên bao gồm Christopher Hudson, kỹ sư nghiên cứu của CAVS đang triển khai các mô hình tăng trưởng thực vật và nhiệt độ cho nhà kính ảo, và Shuchisnigdha Deb của Đại học Texas ở Arlington, người đang làm việc với các nhà điều tra của MSU để đánh giá thiết kế và ứng dụng của nhà kính ảo trong lớp học. Ngoài Pulseworks, các đối tác trong ngành bao gồm Wadsworth Control Systems, công ty phát triển các hệ thống tự động hóa nhà kính, bao gồm kiểm soát khí hậu, hệ thống rèm và tự động hóa lỗ thông hơi và Chore-Time, một bộ phận của Chore Time Brock, nhà thiết kế, nhà sản xuất và tiếp thị hệ thống nông nghiệp hàng đầu toàn cầu và các giải pháp.
Để biết thêm về dự án, hãy truy cập www.futuregrowers.cals.msstate.edu. Để biết thêm về Khoa Khoa học Thực vật và Đất, hãy truy cập www.pss.msstate.edu. CAVS đang trực tuyến tại www.cavs.msstate.edu.