Bu tədqiqat, torpağın üzvi karbonunu (Soil Organic Carbon, SOC) və torpaq tənəffüsünü (soil respiration, R_s) eyni mobil robotik sistem daxilində, tarla şəraitində və böyük ölçüdə insan müdaxiləsi olmadan ölçməyə yönəlmiş təxminən 500 kg kütləli avtonom sahə laboratoriyasını inkişaf etdirir. Dörd müstəqil hərəkət və sükan çarxı, altı sərbəstlik dərəcəli robot qolu, avtomatik alət dəyişdirmə sistemi, torpaq sıyırıcısı, burğu, tənəffüs kamerası, LIBS spektroskopiya cihazı, CO₂ analiz sistemi və ROS2 əsaslı idarəetmə arxitekturası vahid platformada inteqrasiya edilmişdir. Sahə doğrulamasında robot səthi təmizləyə, torpağı deşə, nümunə toplayıb hazırlaya, tənəffüs kamerasını yerləşdirə və hər iki ölçmə cihazından məlumat ala bilmişdir. Bununla belə, SOC və R_s ölçmələri hələ laboratoriya istinad üsulları ilə tam kalibrasiya edilmədiyindən, tədqiqat ilk növbədə ölçmə dəqiqliyini deyil, sistem inteqrasiyasını və avtonom iş axınının işləkliyini doğrulayır.

Robotik platformanın əsas yeniliyi, mövcud sistemlərin əksəriyyətində ayrı-ayrılıqda nəzərdən keçirilən torpaq nümunələmə, kimyəvi analiz və qaz axını ölçmə tapşırıqlarını vahid avtonom sistemdə birləşdirməsidir. Torpaq səthinin təmizlənməsindən burğu ilə nümunə götürülməsinə, 25 nümunənin birləşdirilib homogenləşdirilməsindən nümunənin robot qolu ilə sıxılaraq Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) cihazına təqdim edilməsinə qədər uzanan proses avtomatlaşdırılmışdır. Torpaq tənəffüsü üçün isə ayrıca qapalı dinamik kamera sistemi torpağa yerləşdirilərək CO₂ konsentrasiyasındakı dəyişiklik izlənmişdir.

Platforma təxminən 1,2 m/s maksimal sürətə çata bilir və konstruksiya baxımından 25°-yə qədər maili səthləri aşa biləcək şəkildə qurulmuşdur. Dörd müstəqil sükan və dartı modulu nəqliyyat vasitəsinə tarlada yüksək manevr qabiliyyəti qazandırarkən LiDAR, RGB-D kameralar, GNSS, IMU və təkər odometriyası mövqeləndirmə və ətraf mühitin qavranması üçün istifadə olunur. Sınaqdan keçirilən sahə şəraitində GNSS, IMU və odometriya birləşməsi ilə əldə edilən mövqeləndirmə dəqiqliyinin 2 metrdən daha yaxşı olduğu bildirilmiş və mövcud nümunələmə tapşırığı üçün kifayət hesab edilmişdir.

Torpağın üzvi karbonunun ölçülməsi üçün 25 nümunələmə nöqtəsindən toplanan material birləşdirilir və homogenləşdirilir. Hazırlanmış torpaq robot qolu ilə mexaniki şəkildə sıxılaraq SciAps Z-903 LIBS analizatorunun ölçmə mövqeyinə daşınır. LIBS sistemi element tərkibini təxminən 5 saniyədə oxuya bilir. Lakin tədqiqatda əldə edilən LIBS çıxışlarının SOC baxımından tam kalibrasiyası aparılmadığından, cihaz ekranında görünən element faizləri təsdiqlənmiş SOC konsentrasiyası kimi qiymətləndirilməməlidir.

Torpaq tənəffüsü üçün LI-COR Smart Chamber və LI-870 CO₂/H₂O analizatorundan istifadə edilmişdir. Qapalı dinamik kamera torpağa yerləşdirildikdən sonra kameradakı qazlar analizatora dövr etdirilir və adətən təxminən 120 saniyəlik ölçmə müddətində CO₂ konsentrasiyasındakı dəyişiklik izlənir. Rütubət və temperatur zondları da eyni vaxtda torpağa daxil olur və bu məlumatlar ölçmənin ekoloji kontekstini qorumaq məqsədilə qeydə alınır.

Türkiye baxımından qiymətləndirmə: Bu tədqiqat, Türkiye-də kənd təsərrüfatı torpaqlarında torpaq sağlamlığı, karbon monitorinqi və dəqiq kənd təsərrüfatı tətbiqlərinə uyğunlaşdırıla biləcək mühüm robotik arxitektura nümunəsi təqdim edir. Lakin tədqiqat Xorvatiyadakı inkişaf və sahə şəraitinə əsaslanır. Türkiye-də müxtəlif gil, qum, üzvi maddə, daşlılıq, rütubət, sıxılma və maililik şəraitində burğu penetrasiyası, təkər dartısı, GNSS performansı, LIBS kalibrasiyası və CO₂ axını ölçmələrinin ayrıca doğrulanması tələb olunur. Tədqiqatın mövcud nəticələri Türkiye-də kənd təsərrüfatı sahələrində birbaşa kəmiyyət SOC və ya torpaq tənəffüsü dəqiqliyi göstərmir.

Tədqiqatın əsas problemi nədir?

Torpağın üzvi karbonu və torpaq tənəffüsü torpağın kimyəvi və bioloji vəziyyətini anlamaq üçün fərqli, lakin bir-birini tamamlayan məlumatlar verir. SOC ölçülməsi ənənəvi olaraq torpaq nümunəsinin sahədən götürülməsini, hazırlanmasını və laboratoriyada analiz edilməsini tələb edir, torpaq tənəffüsü isə çox vaxt sahədə statik və ya avtomatik kameralardan istifadə etməklə ölçülür. Hər iki proses intensiv insan əməyinə ehtiyac yarada və nümunənin götürülməsi ilə nəticənin əldə edilməsi arasında gecikmə yarada bilər.

Mövcud kənd təsərrüfatı robotlarının mühüm hissəsi ya torpaq nümunələmə və qida maddələrinin analizi, ya da qaz axını ölçməsində ixtisaslaşır. Tədqiqatın hədəflədiyi boşluq, karbon ehtiyatı ilə əlaqəli göstərici olan SOC ilə bioloji aktivliyi əks etdirən R_s-ni eyni avtonom sahə platformasında ölçə bilən inteqrasiya olunmuş sistemin hazırlanmasıdır.

TerraSpiro sistemi nələri bir araya gətirir?

Hazırlanmış mobil robotik laboratoriya dörd əsas mühəndislik qatını birləşdirir:

• sahə daxilində avtonom hərəkət və mövqeləndirmə,
• torpaqla birbaşa mexaniki qarşılıqlı təsir,
• robot qolu ilə alət və nümunə manipulyasiyası,
• SOC və torpaq tənəffüsü üçün iki fərqli ölçmə zənciri.

Sistem təxminən 500 kg kütləyə malikdir. Dörd təkərin hər biri müstəqil hərəkət və sükan funksiyasına malik olduğundan platforma 4WD4WS, yəni dörd təkərdən dartı və dörd təkərdən idarəetmə arxitekturasından istifadə edir. Bu quruluş kənd təsərrüfatı sahələrində yanal hərəkət və dəqiq mövqeləndirmə daxil olmaqla yüksək manevr qabiliyyəti təmin etmək üçün seçilmişdir.

Niyə robotun ortasında açıq iş sahəsi var?

Platformanın xarakterik dizayn xüsusiyyətlərindən biri gövdənin mərkəzindəki qorunan açılışdır. Torpağın sıyrılması, deşilməsi, kameranın yerləşdirilməsi və nümunənin hazırlanması əməliyyatlarının böyük hissəsi bu sahədə həyata keçirilir. Beləliklə, ölçmə avadanlığı küləklə daşınan yarpaq, toz və ya boş qalıq kimi ətraf mühit təsirlərindən müəyyən dərəcədə qorunur, torpağa tətbiq edilən yüksək şaquli qüvvələr isə robotun kütlə mərkəzinə yaxın saxlanılır.

Mərkəzi yerləşdirmə, xüsusən burğu və tənəffüs kamerası kimi alətlərin torpağa basdırılması zamanı robot gövdəsində yaranan momentləri azaltmaq və platformanın sabitliyini qorumaq məqsədi daşıyır.

Robot ətrafını necə qavrayır?

Platformanın ən yüksək nöqtəsində yerləşdirilmiş 3B LS LiDAR C32W sensoru 360° ətraf mühit skanı üçün istifadə olunur. Dörd Intel RealSense D435 RGB-D kamera ətrafdakı görünüş sahəsini genişləndirir, iki SICK outdoorScan3 təhlükəsizlik LiDAR-ı isə yaxın məsafədə maneələrin aşkarlanması tapşırığını yerinə yetirir.

Mövqeləndirmə üçün GNSS, IMU və təkər odometriyası birlikdə qiymətləndirilir və iki mərhələli Genişləndirilmiş Kalman Filtri (Extended Kalman Filter, EKF) ilə birləşdirilir. Sınaqdan keçirilən şəraitdə 2 metrdən daha yaxşı mövqeləndirmə dəqiqliyi tədqiqatçılar tərəfindən bu işin nümunələmə tapşırıqları üçün kifayət hesab edilmişdir. Daha dəqiq mövqeləndirmə tələb edən gələcək inkişaflar üçün RTK-GNSS inteqrasiyası təklif olunur.

Torpaq səthi niyə əvvəlcə sıyrılır?

SOC və torpaq tənəffüsü ölçüləcək səthdə köklər, bitki qalıqları və üzvi qalıqlar ola bilər. Buna görə robotun ilk mexaniki əməliyyatlarından biri səthin təmizlənməsidir. Polad sıyırıcı təxminən 3 cm torpağa daxil olur və platforma təxminən 1 m irəliləyərkən üst səth qatını nümunələmə sahəsindən uzaqlaşdırır.

Sıyırıcının eni həm burğunun, həm də tənəffüs kamerasının halqa diametrindən böyük hazırlanmışdır. Beləliklə, sonrakı alətlərin təmizlənməmiş səthə toxunmasının qarşısı alınmağa çalışılır.

Torpaq nümunəsi necə götürülür?

Tədqiqatçılar birbaşa basdırılan torpaq zondunun əvəzinə burğudan istifadə etməyi üstün tutmuşlar. Burğu fırlanarkən torpağı boşaldır və onu spiral geometriyası boyunca yuxarı daşıyır. Bu mexanizm xüsusilə quru və ya sıxılmış torpaqlarda yalnız şaquli qüvvədən istifadə edən zondlara nisbətən mexaniki üstünlük yaradır.

Sistem SOC üçün bir nöqtədən götürülən nümunəni bütün sahənin nümayəndəsi hesab etmir. Bunun əvəzinə istinad mövqeyi ətrafında konsentrik dairəvi nümunələmə sxeminə paylanmış 25 ayrı nöqtədən material toplayır. Hər qazma əməliyyatından çıxan torpaq xüsusi qaba köçürülür, 25 nümunə tamamlandıqdan sonra birləşdirilib homogenləşdirilir.

Qazma niyə mərhələli aparılır?

Burğu üçün hədəf qazma dərinliyi tədqiqatda 30 cm olaraq müəyyən edilmişdir. Burğu torpağa sıyırıcı və kamera sistemindən daha yavaş daxil edilir; çünki fırlanan spiral quruluşun boşaltdığı torpağı quyudan uzaqlaşdırması üçün vaxta ehtiyac vardır.

Yüksək müqavimət zamanı ani mexaniki yükləri azaltmaq üçün davamlı sabit sürət əvəzinə 5 cm və 10 cm-lik mərhələli irəliləmə strategiyasından istifadə edilmişdir. İdarəetmə əmrində qazma sürəti dərinlik artdıqca yüksəldilmişdir.

Bununla belə, mənbədə diqqət tələb edən bir detal var: metod mətni və vəziyyət maşını 30 cm hədəfini açıq şəkildə müəyyən etsə də, Şəkil 19-dakı mexanizm mövqe əyrisi təxminən −25 cm ətrafında başa çatır. Tədqiqat bu fərqin koordinat istinadından, yoxsa real penetrasiya dərinliyindən qaynaqlandığını izah etmir. Buna görə qrafikdən “30 cm fiziki penetrasiya eksperimental olaraq qəti təsdiqlənib” nəticəsi çıxarılmamalıdır.

Torpağın üzvi karbonu necə ölçülür?

Torpağın üzvi karbonunun analizi üçün SciAps Z-903 portativ LIBS cihazından istifadə edilmişdir. LIBS yüksək enerjili lazer impulsu ilə nümunə səthində qısaömürlü plazma yaradır və bu plazmadan yayılan spektral xətlər əsasında element tərkibini müəyyən edir.

Robotik ölçmə zəncirində deşilmiş 25 nöqtədən gələn torpaq əvvəlcə birləşdirilir və homogenləşdirilir. Robot qolu daha sonra metal bir kronşteynlə nümunəni götürür, düz səthə basaraq sıxır və LIBS cihazının ölçmə mövqeyinə aparır. Nümunənin sıxılması lazerin qarşılaşdığı səth sıxlığını daha ardıcıl etmək məqsədilə tətbiq olunur.

LIBS cihazının element ölçməsi təxminən 5 saniyə davam edir. Bununla belə, tədqiqatın mövcud mərhələsində SOC kalibrasiyası tamamlanmamışdır. Şəkil 21a-dakı ekran çıxışında müxtəlif element konsentrasiyaları və karbon üçün xam cihaz dəyəri görünür; tədqiqatçılar bu çıxışın kalibrasiya edilmiş SOC nəticəsi olmadığını açıq şəkildə bildirirlər. Buna görə xam karbon faizini real torpaq üzvi karbon konsentrasiyası kimi istifadə etmək elmi baxımdan düzgün deyil.

Torpaq tənəffüsü necə ölçülür?

Torpaq tənəffüsü torpaq səthindən atmosferə çıxan CO₂ axınını izləmək üçün LI-COR Smart Chamber və LI-870 CO₂/H₂O analizatorunun birlikdə istifadə edildiyi qapalı dinamik kamera üsulu ilə ölçülür.

Robot qolu lazımi birləşdirici mexanizmi yerləşdirdikdən sonra şaquli mexanizm polad halqanı torpağa basır. Dizayn təsvirində təxminən 7 cm torpaq penetrasiyası hədəflənir. Kamera torpağa sızdırmaz şəkildə oturduqdan sonra içəridə toplanan qaz analizatora dövr etdirilir və yenidən kameraya qaytarılır. Tipik ölçmə intervalı təxminən 120 saniyə-dir.

Rütubət və temperatur sensorları kamera ilə birlikdə torpağa yerləşdirilir. Bu dəyərlər əsas R_s hesablamasının birbaşa əsas dəyişənləri kimi istifadə olunmasa da, ölçmə şəraitinin şərh edilməsi üçün zaman və mövqe məlumatları ilə birlikdə qeydə alınır.

Burada da mənbə daxilində kiçik fərq var: mətn təxminən 7 cm torpaq penetrasiyasından danışarkən doğrulama təcrübəsində mexanizmin torpaqla təması təxminən −22 cm mövqedə başlayır və son mövqe təxminən −28 cm olur. Qrafikdə görünən mexanizm hərəkəti təxminən 6 cm-dir. Tədqiqat təxminən 1 cm-lik bu fərqi ayrıca izah etmir.

Robot qolunun vəzifəsi yalnız nümunə daşımaqdır?

Xeyr. Altı sərbəstlik dərəcəli UR30 robot qolu avtomatik alət dəyişdiricisi və inteqrasiya olunmuş qüvvə/fırlanma momenti sensoru ilə sistemin müxtəlif mərhələlərində işləyir. Qol tənəffüs kamerasının mexaniki birləşməsini qurur və ayırır, torpaq nümunəsini qabdan götürür, nümunəni sıxır və LIBS analiz mövqeyinə aparır.

Qüvvə/fırlanma momenti sensoru alət birləşməsində təmasın aşkarlanması, düzgün hizalanmanın təsdiqlənməsi və gözlənilməz təmaslarda əməliyyatın dayandırılması üçün istifadə olunur. Nümunənin LIBS-dən əvvəl sıxılması zamanı isə idarə olunan təmas qüvvəsi tətbiq edilir.

İdarəetmə arxitekturası necə qurulub?

Platformanın əsas proqram təminatı infrastrukturu Linux üzərində işləyən ROS2 Jazzy-dir. Avtonom naviqasiya üçün Nav2, manipulyator idarəetməsində ros2_control və hərəkət tapşırıqlarının koordinasiyasında MoveIt2 əsaslı komponentlər istifadə olunur. Nəqliyyat vasitəsinin təkər mühərrikləri ilə CAN avtobusu vasitəsilə əlaqə saxlayan xüsusi sürət idarəetmə qatı təkər sürətlərini nəqliyyat vasitəsinin xətti və bucaq sürətlərinə çevirərək odometriya yaradır.

Operator tərəfindəki ikinci Linux kompüteri qrafik istifadəçi interfeysini işlədir. Robotla yer stansiyası arasında simsiz əlaqə Wi-Fi TCP/IP üzərindən ZeroMQ PUB/SUB modeli ilə təmin edilir. Operator xəritə üzərindən GPS hədəfini və yerinə yetiriləcək tapşırığı seçə bilər; robotun mövqeyi, tapşırıq vəziyyəti, sistem jurnalları və batareya vəziyyəti uzaqdan izlənə bilər.

Avtonom iş zamanı operator lazım gəldikdə tapşırığı dayandıra və əl ilə idarəetməyə keçə bilər. Xəta baş verdikdə vəziyyət maşını sistemi təhlükəsiz vəziyyətə keçirir və operatora tapşırığı davam etdirməyə və ya təhlükəsiz geri dönüş prosedurunu başlatmağa imkan verir.

Tədqiqat nəyi göstərir?

• Torpaq səthinin hazırlanması, qazma, nümunə toplama və cihazlara nümunə təqdim etmə addımlarının vahid mobil robotik sistem daxilində avtomatlaşdırıla bildiyini göstərir.
• Şaquli yerləşdirmə mexanizminin sınaqdan keçirilən orta-ağır teksturalı torpaqda sıyırıcı, burğu və tənəffüs kamerası tapşırıqlarını yerinə yetirə bildiyini göstərir.
• Robot qolunun həm alət dəyişdirmə, həm də torpaq nümunəsinin hazırlanması tapşırıqlarını yerinə yetirə bildiyini göstərir.
• LIBS analizatoru və torpaq tənəffüsü sistemi ilə avtonom məlumat toplama prosesinin başladılıb tamamlandığını göstərir.
• Avtonom naviqasiya, manipulyasiya, ölçmə cihazları və yüksək səviyyəli tapşırıq məntiqinin inteqrasiya olunmuş sahə iş axınında işlədilə bildiyini göstərir.

Tədqiqat nəyi göstərmir?

• LIBS çıxışlarının təsdiqlənmiş və kalibrasiya edilmiş SOC ölçməsi olduğunu göstərmir.
• Torpaq tənəffüsü dəyərlərinin laboratoriya və ya istinad sahə üsulları ilə kəmiyyətcə doğrulandığını göstərmir.
• Sistemin bütün torpaq növlərində eyni mexaniki performansı göstərəcəyini sübut etmir.
• 2 metrdən yaxşı mövqeləndirmə nəticəsinin santimetr səviyyəli dəqiq kənd təsərrüfatı mövqeləndirməsi demək olduğunu göstərmir.
• 25 nöqtəli tapşırığın mövcud vəziyyətdə sürətli kommersiya tarla skan sistemi olduğunu göstərmir.
• Xam LIBS ekranındakı karbon dəyərinin birbaşa torpaq üzvi karbon faizi kimi istifadə oluna biləcəyini göstərmir.
• Hazırlanmış sistemin karbon tutulmasını birbaşa ölçdüyünü və ya müəyyən kənd təsərrüfatı tətbiqinin karbon tutulmasını artırdığını sübut etmir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Ölçmə zəncirinin texniki komponentləri

Mexaniki penetrasiyanın doğrulanması

Sınaqlar humus yığılan üst horizonta malik, orta-ağır teksturalı torpaqda aparılmışdır. Şaquli mexanizmin tətbiq etdiyi qüvvə birbaşa ölçülə bilmədiyindən mexanizmin mövqeyi və mühərrik cərəyanı birlikdə izlənmişdir. Torpaqla təmas başlayanda mühərrik cərəyanındakı artım penetrasiyaya qarşı yüksələn mexaniki müqavimətin göstəricisi kimi istifadə edilmişdir.

Tapşırıq müddəti

Tədqiqatçılar sınaqdan keçirilən şəraitdə bir nümunələmə dövrəsinin təxminən 15 dəqiqə çəkdiyini və 25 nöqtəli SOC nümunələmə tapşırığı üçün təxminən 375 dəqiqə hesablandığını bildirirlər. Bu qiymətləndirməyə nümunələmə nöqtələri arasındakı naviqasiya ilə son homogenləşdirmə və LIBS mərhələsi daxil deyil.

Lakin bu müddət hesabında mənbə daxilində qeyri-müəyyənlik var. Yüksək səviyyəli tapşırıq təsvirində torpaq tənəffüsü əməliyyatının yalnız tapşırığın başlanğıcında bir dəfə yerinə yetirildiyi açıq şəkildə bildirildiyi halda, 15 dəqiqəlik “nöqtə başına dövr” tərifinə kameranın yerləşdirilməsi və torpaq tənəffüsü ölçməsi də daxil edilir. Buna görə 375 dəqiqəlik ümumi müddət iş axınının dəqiq optimallaşdırılmış tapşırıq müddəti kimi deyil, tədqiqatda verilən təxmini mühəndislik qiymətləndirməsi kimi qəbul edilməlidir.

Tədqiqatçılar gələcəkdə nümunələmə nöqtələrinin sayını azaldaraq və şaquli mexanizmin sürətini artıraraq ümumi tapşırığı təxminən 1 saata endirməyi hədəfləyirlər. Bu dəyər mövcud sistemin doğrulanmış tapşırıq müddəti deyil, gələcək inkişaf hədəfidir.

LIBS və CO₂ ölçmələrinin nəticəsi

Robot hazırlanmış nümunəni LIBS cihazına uğurla təqdim etmiş və cihazdan element tərkibi çıxışı əldə etmişdir. Eyni şəkildə, torpaq tənəffüsü kamerası torpağa yerləşdirildikdən sonra CO₂ axını ölçmə dövrü avtonom şəkildə başladılmış və tamamlanmışdır.

Bununla belə, tədqiqatçılar hər iki ölçmə sisteminin tam kalibrasiyasının və laboratoriya istinad üsulları ilə müqayisəsinin gələcəkdə aparılacağını açıq şəkildə bildirirlər. Buna görə Şəkil 21-dəki nəticələr ölçmə zəncirinin işlədiyini göstərən xam çıxışlardır; təsdiqlənmiş elmi SOC və ya R_s dəyərləri deyil.

Sistemin güclü tərəfləri

• SOC və R_s üçün tələb olunan fərqli mexaniki və analitik prosesləri eyni sahə robotunda inteqrasiya etməsi.
• Torpaq səthinin hazırlanmasından nümunə analizinə qədər geniş prosesi avtomatlaşdırması.
• Robot qolunun yalnız alət daşımağa deyil, nümunə hazırlama əməliyyatına da cəlb edilməsi.
• Ölçmə məlumatlarının mövqe və zaman məlumatı ilə birlikdə qeydə alınması.
• Modul ROS2 arxitekturası ilə naviqasiya, manipulyasiya və ölçmə cihazlarının vahid tapşırıq məntiqində birləşdirilməsi.

Əsas məhdudiyyətlər

• SOC və torpaq tənəffüsü ölçmələrinin kəmiyyət dəqiqliyi hələ istinad üsulları ilə doğrulanmamışdır.
• LIBS nümunə hazırlama prosesinin sıxlıq ardıcıllığı və təkrarlana bilməsi ayrıca doğrulanmamışdır.
• Sahə təcrübələri müxtəlif torpaq növlərini və çoxsaylı ətraf mühit şəraitini əhatə etmir.
• Mövcud GNSS əsaslı mövqeləndirmə santimetr səviyyəsində nümunənin təkrar yerləşdirilməsini təmin etmir.
• 25 nöqtəli iş axını mövcud vəziyyətdə uzun çəkir.
• Penetrasiya qüvvəsi birbaşa ölçülməmiş, mühərrik cərəyanı və mexanizm mövqeyi əsasında qiymətləndirilmişdir.
• Mənbədə hədəf qazma dərinliyi, tənəffüs halqasının penetrasiyası və tapşırıq müddəti təsvirlərində izah olunmamış kiçik uyğunsuzluqlar mövcuddur.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Design and Integration of Autonomous Robotic Platform for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration

Müəlliflər və sıraları: Josip Spudić; Ana Šelek; Matija Rizvan; Ivan Hrabar; Saša Šteković; Stjepan Flegarić; Boris Đurđević; Irena Jug; Danijel Jug; Nikica Perić; Goran Vasiljević; Zdenko Kovačić.

Məsul müəllif: Josip Spudić.

Bərabər töhfə/bərabər birinci müəllif: Mənbədə bərabər töhfə bəyanı yoxdur.

Qurumlar: Autegra d.o.o., Garešnica, Hırvatistan; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb, Hırvatistan; Faculty of Agrobiotechnical Sciences, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Hırvatistan; Faculty of Electrical Engineering and Computing, University of Zagreb, Hırvatistan.

Jurnal: Actuators.

Nəşriyyat: MDPI, Basel, Switzerland.

Nəşr kimliyi: Actuators 2026, 15, 233.

DOI: 10.3390/act15050233.

Rəsmi nəşr bağlantısı: https://doi.org/10.3390/act15050233

Nəşr prosesi: Alındı 6 Mart 2026; yenidən işlənib 4 Aprel 2026; qəbul edildi 20 Aprel 2026; nəşr edildi 23 Aprel 2026.

Mənbə növü və resenziya statusu: Resenziyalı tədqiqat məqaləsi. Tədqiqatın əsas elmi mahiyyəti fiziki avtonom robotik platformanın dizaynı, sistem inteqrasiyası və sahə iş axınının eksperimental doğrulanmasıdır.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: “Collaborative Research on an Innovative Concept for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration Using Autonomous Robotic Platforms (TerraSpiro)” layihəsi; Avropa İttifaqı tərəfindən Hırvatistan National Recovery and Resilience Plan çərçivəsində maliyyələşdirilmişdir. Layihə nömrəsi NPOO.C3.2.R3-I1.04.0077-dir.

Məlumatların əlçatanlığı: Tədqiqat nəticələrini dəstəkləyən məlumatların sorğu əsasında məsul müəllifdən əldə edilə biləcəyi bildirilmişdir.

Etika/razılıq: Tədqiqatda insan və ya heyvan təcrübəsi olmadığına görə Institutional Review Board və informed consent sahələri tətbiq edilmir.

Maraqlar toqquşması: Josip Spudić, Ana Šelek, Matija Rizvan, Ivan Hrabar və Saša Šteković-in Autegra d.o.o. əməkdaşları olduğu açıqlanmışdır. Digər müəlliflər tədqiqatın kommersiya və ya maliyyə maraq əlaqəsi kimi şərh edilə biləcək münasibətlər olmadan aparıldığını bildirmişlər.

Müəllif töhfələri: Konseptuallaşdırma J.S.; metod B.Đ., I.J., D.J., S.Š. və J.S.; proqram təminatı J.S. və A.Š.; doğrulama J.S., N.P., A.Š. və M.R.; formal analiz J.S. və S.F.; tədqiqat J.S., I.J., D.J. və S.Š.; resurslar J.S., S.F. və G.V.; məlumat kurasiyası J.S.; nəzərdən keçirmə və redaktə J.S., A.Š., N.P., G.V., Z.K. və B.Đ.; vizuallaşdırma M.R. və A.Š.; məsləhətçilik I.H. və Z.K.; layihə idarəçiliyi I.H. və Z.K.; maliyyələşdirmənin əldə edilməsi S.Š. tərəfindən həyata keçirilmişdir.

Mənbə daxilində uyğunsuzluqlar: Tənəffüs kamerasının halqası üçün metod təsviri təxminən 7 cm penetrasiya bildirdiyi halda doğrulama qrafiki təxminən −22 cm-də başlayan torpaq təmasından −28 cm son mövqeyə qədər təxminən 6 cm mexanizm irəliləyişi göstərir. Burğu hədəfi 30 cm kimi müəyyən edilsə də, Şəkil 19 mövqe əyrisi təxminən −25 cm ətrafında başa çatır; mənbə bunun koordinat ofsetindən qaynaqlanıb-qaynaqlanmadığını izah etmir. Bundan əlavə, torpaq tənəffüsü yüksək səviyyəli tapşırıq məntiqində yalnız bir dəfə yerinə yetirildiyi halda, təxminən 15 dəqiqəlik nöqtə başına müddət hesabına tənəffüs ölçməsi daxil edilmiş və bu dəyər 25-ə vurularaq təxminən 375 dəqiqə hesablanmışdır. Bu fərqlər səssizcə düzəldilməmişdir.

Əsas elmi sərhəd: Tədqiqat hazırlanmış robotun inteqrasiya olunmuş ölçmə iş axınını fiziki sahə şəraitində yerinə yetirə bildiyini göstərir. Bununla belə, LIBS əsaslı SOC və kamera əsaslı R_s nəticələri hələ tam kalibrasiya edilməmiş və peşəkar laboratoriya/istinad üsulları ilə kəmiyyətcə doğrulanmamışdır. Buna görə tədqiqat mövcud mərhələdə əsasən sistem inteqrasiyası və iş axınının doğrulanması tədqiqatı kimi qiymətləndirilməlidir.

Bu Verianla məqaləsindəki elmi metod, texniki xüsusiyyət, eksperimental nəticə və məhdudiyyətlər yalnız araşdırılan mənbə tədqiqatına əsaslanır. Xarici mənbələrdən yeni elmi tapıntı və ya performans nəticəsi əlavə edilməmişdir; xarici doğrulama yalnız biblioqrafik nəşr kimliyi üçün istifadə edilmişdir.