Бул изилдөө топурактын органикалык көмүртегин (Soil Organic Carbon, SOC) жана топурактын дем алуусун (soil respiration, R_s) бир эле мобилдүү роботтук системанын ичинде, талаа шарттарында жана негизинен адамдын кийлигишүүсүз өлчөөгө арналган, массасы болжол менен 500 kg болгон автономдуу талаа лабораториясын иштеп чыгат. Төрт көз карандысыз жетектөөчү жана башкаруучу дөңгөлөк, алты эркиндик даражасына ээ робот колу, автоматтык шайман алмаштыруу системасы, топурак кыргыч, бургу, дем алуу камерасы, LIBS спектроскопиялык түзмөгү, CO₂ талдоо системасы жана ROS2 негизиндеги башкаруу архитектурасы бир платформага интеграцияланган. Талаадагы текшерүүдө робот бетти тазалап, топуракты тешип, үлгү чогултуп жана даярдап, дем алуу камерасын жайгаштырып жана эки өлчөө түзмөгүнөн тең маалымат ала алган. Бирок SOC жана R_s өлчөөлөрү азырынча лабораториялык эталондук ыкмалар менен толук калибрленбегендиктен, изилдөө биринчи кезекте өлчөө тактыгын эмес, системанын интеграциясын жана автономдуу иш агымынын ишке жарамдуулугун тастыктайт.

Роботтук платформанын негизги жаңылыгы — учурдагы системалардын көбүндө өз-өзүнчө каралган топурактан үлгү алуу, химиялык талдоо жана газ агымын өлчөө милдеттерин бир автономдуу системага бириктирүү. Топурак бетин тазалоодон бургу менен үлгү алууга, 25 үлгүнү бириктирип гомогендештирүүдөн үлгүнү робот колу менен кысып Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) түзмөгүнө сунуштоого чейинки процесс автоматташтырылган. Топурактын дем алуусу үчүн болсо өзүнчө жабык динамикалык камера системасы топуракка жайгаштырылып, CO₂ концентрациясынын өзгөрүшү көзөмөлдөнөт.

Платформа болжол менен 1,2 m/s максималдуу ылдамдыкка жете алат жана конструкциясы боюнча 25°-ге чейинки эңкейиш беттерди өтүүгө ылайыкташтырылган. Төрт көз карандысыз башкаруу жана тартуу модулу унаага талаада жогорку маневрдүүлүк берет, ал эми LiDAR, RGB-D камералар, GNSS, IMU жана дөңгөлөк одометриясы жайгашууну аныктоо жана айлана-чөйрөнү кабылдоо үчүн колдонулат. Сыналган талаа шарттарында GNSS, IMU жана одометрияны бириктирүү аркылуу алынган жайгашуу тактыгы 2 метрден жакшыраак деп билдирилген жана учурдагы үлгү алуу милдети үчүн жетиштүү деп эсептелген.

Топурактын органикалык көмүртегин өлчөө үчүн 25 үлгү алуу чекитинен чогултулган материал бириктирилип, гомогендештирилет. Даярдалган топурак робот колу менен механикалык түрдө кысылып, SciAps Z-903 LIBS анализаторунун өлчөө абалына жеткирилет. LIBS системасы элементтик курамды болжол менен 5 секундда окуй алат. Бирок изилдөөдө алынган LIBS натыйжалары SOC боюнча толук калибрленбегендиктен, түзмөктүн экранында көрсөтүлгөн элементтердин пайыздары тастыкталган SOC концентрациясы катары кабыл алынбашы керек.

Топурактын дем алуусун өлчөө үчүн LI-COR Smart Chamber жана LI-870 CO₂/H₂O анализатору колдонулган. Жабык динамикалык камера топуракка жайгаштырылгандан кийин камерадагы газдар анализатор аркылуу айландырылып, адатта болжол менен 120 секунддук өлчөө мезгилинде CO₂ концентрациясынын өзгөрүшү байкалат. Нымдуулук жана температура зонддору да ошол эле учурда топуракка киргизилет жана бул маалыматтар өлчөөнүн экологиялык контекстин сактоо максатында катталат.

Türkiye жагынан баалоо: Бул изилдөө Türkiyeдеги айыл чарба жерлеринде топурак ден соолугун, көмүртек мониторингин жана так дыйканчылык колдонмолорун өнүктүрүүгө ылайыкташтырууга боло турган маанилүү роботтук архитектуранын үлгүсүн берет. Бирок изилдөө Хорватиядагы иштеп чыгуу жана талаа шарттарына негизделген. Türkiyeде ар түрдүү чопо, кум, органикалык зат, таштуулук, нымдуулук, тыгыздалуу жана эңкейиш шарттарында бургу кирүүсү, дөңгөлөк тартуусу, GNSS иштеши, LIBS калибрлөөсү жана CO₂ агымын өлчөө өзүнчө текшерилиши керек. Изилдөөнүн учурдагы натыйжалары Türkiyeдеги айыл чарба жерлеринде түздөн-түз сандык SOC же топурак дем алуусунун тактыгын көрсөтпөйт.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмнеде?

Топурактын органикалык көмүртеги жана топурактын дем алуусу топурактын химиялык жана биологиялык абалын түшүнүү үчүн ар башка, бирок бири-бирин толуктаган маалыматтарды берет. SOC өлчөө салттуу түрдө топурак үлгүсүн талаадан алуу, даярдоо жана лабораторияда талдоону талап кылат, ал эми топурактын дем алуусу көбүнчө талаада статикалык же автоматтык камераларды колдонуу менен өлчөнөт. Эки процесс тең көп адам эмгегин талап кылып, үлгү алынгандан жыйынтык чыкканга чейин кечигүүгө алып келиши мүмкүн.

Учурдагы айыл чарба роботторунун олуттуу бөлүгү же топурактан үлгү алуу жана азык заттарын талдоо, же газ агымын өлчөө багытында адистешкен. Изилдөө толтурууга аракет кылган боштук — көмүртек запасы менен байланышкан көрсөткүч болгон SOC менен биологиялык активдүүлүктү чагылдырган R_sти бир автономдуу талаа платформасында өлчөй ала турган интеграцияланган системаны иштеп чыгуу.

TerraSpiro системасы эмнелерди бириктирет?

Иштелип чыккан мобилдүү роботтук лаборатория төрт негизги инженердик катмарды бириктирет:

• талаа ичинде автономдуу кыймыл жана жайгашууну аныктоо,
• топурак менен түз механикалык өз ара аракеттенүү,
• робот колу менен шайман жана үлгү манипуляциясы,
• SOC жана топурак дем алуусу үчүн эки башка өлчөө чынжыры.

Системанын массасы болжол менен 500 kg. Ар бир төрт дөңгөлөк өз алдынча жетектөө жана башкаруу кыймылына ээ болгондуктан платформа 4WD4WS, башкача айтканда төрт дөңгөлөктөн тартуучу жана төрт дөңгөлөктөн башкарылуучу архитектураны колдонот. Бул түзүлүш айыл чарба талааларында каптал кыймыл жана так жайгашуу менен кошо жогорку маневрдүүлүктү камсыз кылуу үчүн тандалган.

Эмне үчүн роботтун ортосунда ачык иш аянты бар?

Платформанын өзгөчө конструкциялык белгилеринин бири — корпусунун борборундагы корголгон ачык мейкиндик. Топуракты кыруу, тешүү, камераны жайгаштыруу жана үлгүнү даярдоо иштеринин көбү ушул аймакта жүргүзүлөт. Ошентип өлчөө жабдуулары шамал алып келген жалбырак, чаң же бош калдыктар сыяктуу айлана-чөйрөлүк таасирлерден белгилүү деңгээлде корголот, ал эми топуракка берилген чоң вертикалдуу күчтөр роботтун масса борборуна жакын сакталат.

Борбордук жайгаштыруу, өзгөчө бургу жана дем алуу камерасы сыяктуу шаймандар топуракка басылганда робот корпусунда пайда болгон моменттерди азайтууга жана платформанын туруктуулугун сактоого багытталган.

Робот айлана-чөйрөнү кантип кабылдайт?

Платформанын эң жогорку чекитине орнотулган 3B LS LiDAR C32W сенсору 360° айлананы сканерлөө үчүн колдонулат. Төрт Intel RealSense D435 RGB-D камерасы айланадагы көрүү аянтын кеңейтет, ал эми эки SICK outdoorScan3 коопсуздук LiDAR-ы жакын аралыктагы тоскоолдуктарды аныктоо милдетин аткарат.

Жайгашууну аныктоо үчүн GNSS, IMU жана дөңгөлөк одометриясы чогуу бааланып, эки баскычтуу Кеңейтилген Калман Фильтри (Extended Kalman Filter, EKF) менен бириктирилет. Сыналган шарттарда 2 метрден жакшыраак жайгашуу тактыгы изилдөөчүлөр тарабынан бул иштеги үлгү алуу милдеттери үчүн жетиштүү деп эсептелген. Андан да так жайгашууну талап кылган келечектеги иштеп чыгуулар үчүн RTK-GNSS интеграциясы сунушталат.

Топурак бети эмне үчүн адегенде кырылат?

SOC жана топурак дем алуусу өлчөнө турган бетте тамырлар, өсүмдүк калдыктары жана органикалык калдыктар болушу мүмкүн. Ошондуктан роботтун алгачкы механикалык операцияларынын бири — бетти тазалоо. Болот кыргыч болжол менен 3 cm топуракка кирет жана платформа болжол менен 1 m алдыга жылганда үстүңкү катмарды үлгү алуу аймагынан алып салат.

Кыргычтын туурасы бургу менен дем алуу камерасынын шакек диаметринин экөөнөн тең чоң кылып жасалган. Муну менен кийинки шаймандардын тазаланбаган бетке тийишине жол бербөөгө аракет кылынат.

Топурак үлгүсү кантип алынат?

Изилдөөчүлөр түз басып киргизилүүчү топурак зонду ордуна бургу колдонууну тандаган. Бургу айланган кезде топуракты бошотуп, спиралдык геометриясы боюнча жогору ташыйт. Бул механизм, өзгөчө кургак же тыгыздалган топурактарда, вертикалдуу күчтү гана колдонгон зонддорго караганда механикалык артыкчылык берет.

Система SOC үчүн бир гана чекиттен алынган үлгүнү бүт аянттын өкүлү деп эсептебейт. Анын ордуна таяныч позициясынын айланасында концентрдик тегерек үлгү алуу схемасына бөлүштүрүлгөн 25 өзүнчө чекиттен материал чогултат. Ар бир бургулоодон чыккан топурак атайын идишке өткөрүлөт, 25 үлгү бүткөндөн кийин алар бириктирилип гомогендештирилет.

Бургулоо эмне үчүн этап-этабы менен жүргүзүлөт?

Бургу үчүн максаттуу бургулоо тереңдиги изилдөөдө 30 cm деп аныкталган. Бургу топуракка кыргыч жана камера системасына караганда жайыраак киргизилет, анткени айланып турган спирал бошоткон топуракты тешиктен сыртка алып чыгууга убакыт керек.

Жогорку каршылыкта кескин механикалык жүктөрдү азайтуу үчүн үзгүлтүксүз туруктуу ылдамдыктын ордуна 5 cm жана 10 cm-лик этаптуу жылдыруу стратегиясы колдонулган. Башкаруу командасында бургулоо ылдамдыгы тереңдик менен кошо жогорулатылган.

Ошентсе да булакта көңүл бурууну талап кылган бир жагдай бар: метод тексти жана абал машинасы 30 cm максатты так аныктаса, 19-сүрөттөгү механизмдин позиция ийри сызыгы болжол менен −25 cm аймагында аяктайт. Изилдөө бул айырма координаталык таянычтанбы же чыныгы кирүү тереңдигиненби келип чыкканын түшүндүрбөйт. Ошондуктан графиктен “30 cm физикалык кирүү эксперимент жүзүндө так тастыкталды” деген жыйынтык чыгарылбашы керек.

Топурактын органикалык көмүртеги кантип өлчөнөт?

Топурактын органикалык көмүртегин талдоо үчүн SciAps Z-903 көчмө LIBS түзмөгү колдонулган. LIBS жогорку энергиялуу лазер импульсу менен үлгүнүн бетинде кыска мөөнөттүү плазма жаратып, ушул плазмадан чыккан спектралдык сызыктар аркылуу элементтик курамды аныктайт.

Роботтук өлчөө чынжырында бургуланган 25 чекиттен алынган топурак адегенде бириктирилип гомогендештирилет. Робот колу андан кийин металл кронштейн менен үлгүнү алып, тегиз бетке басып кысып, LIBS түзмөгүнүн өлчөө абалына жеткирет. Үлгүнү кысуу лазер туш болгон беттик тыгыздыкты туруктуураак кылуу үчүн колдонулат.

LIBS түзмөгүнүн элементтик өлчөөсү болжол менен 5 секунд созулат. Бирок изилдөөнүн учурдагы баскычында SOC калибрлөөсү аяктаган эмес. 21a-сүрөттөгү экран чыгышында ар түрдүү элемент концентрациялары жана көмүртек үчүн чийки түзмөк мааниси көрүнөт; изилдөөчүлөр бул чыгыш калибрленген SOC натыйжасы эмес экенин так белгилешет. Ошондуктан чийки көмүртек пайызын чыныгы топурак органикалык көмүртек концентрациясы катары колдонуу илимий жактан туура эмес.

Топурактын дем алуусу кантип өлчөнөт?

Топурактын дем алуусу топурак бетинен атмосферага чыккан CO₂ агымын көзөмөлдөө үчүн LI-COR Smart Chamber жана LI-870 CO₂/H₂O анализатору чогуу колдонулган жабык динамикалык камера ыкмасы менен өлчөнөт.

Робот колу керектүү туташтыруу механизмин жайгаштыргандан кийин вертикалдык механизм болот шакекти топуракка басат. Дизайн сүрөттөмөсүндө болжол менен 7 cm топуракка кирүү максат кылынган. Камера топуракка герметикалык отургандан кийин ичинде топтолгон газ анализаторго айландырылып, кайра камерага кайтарылат. Типтүү өлчөө аралыгы болжол менен 120 секунд.

Нымдуулук жана температура сенсорлору да камера менен бир убакта топуракка жайгаштырылат. Бул маанилер негизги R_s эсептөөсүнүн түз негизги өзгөрмөлөрү катары колдонулбаса да, өлчөө шарттарын чечмелөө үчүн убакыт жана жайгашуу маалыматы менен бирге катталат.

Бул жерде да булактын ичинде кичине айырма бар: текст болжол менен 7 cm топуракка кирүү жөнүндө айтса, текшерүү экспериментинде механизмдин топурак менен контакты болжол менен −22 cm позициясында башталып, акыркы позиция болжол менен −28 cm болот. Графикте көрүнгөн механизмдин кыймылы болжол менен 6 cm. Изилдөө болжол менен 1 cm болгон бул айырманы өзүнчө түшүндүрбөйт.

Робот колунун милдети үлгүнү гана ташуубу?

Жок. Алты эркиндик даражасына ээ UR30 робот колу автоматтык шайман алмаштыргыч жана интеграцияланган күч/момент сенсору менен системанын ар кандай баскычтарында иштейт. Кол дем алуу камерасынын механикалык туташуусун орнотуп жана чечип, топурак үлгүсүн идиштен алып, үлгүнү кысып жана LIBS талдоо абалына жеткирет.

Күч/момент сенсору шайман туташканда контактты аныктоо, туура тегизделүүнү текшерүү жана күтүүсүз контакттарда операцияны токтотуу үчүн колдонулат. Үлгүнү LIBS алдында кысуу учурунда болсо башкарылуучу контакт күчү колдонулат.

Башкаруу архитектурасы кантип курулган?

Платформанын негизги программалык инфраструктурасы Linux системасында иштеген ROS2 Jazzy. Автономдуу навигация үчүн Nav2, манипуляторду башкарууда ros2_control жана кыймыл милдеттерин координациялоодо MoveIt2 негизиндеги компоненттер колдонулат. Унаанын дөңгөлөк моторлору менен CAN шинасы аркылуу байланышкан атайын ылдамдык башкаруу катмары дөңгөлөк ылдамдыктарын унаанын сызыктуу жана бурчтук ылдамдыктарына айландырып, одометрия түзөт.

Оператор тараптагы экинчи Linux компьютери графикалык колдонуучу интерфейсин иштетет. Робот менен жер станциясынын ортосундагы зымсыз байланыш Wi-Fi TCP/IP аркылуу ZeroMQ PUB/SUB модели менен камсыздалат. Оператор картадан GPS максатын жана аткарыла турган тапшырманы тандай алат; роботтун позициясы, тапшырманын абалы, системалык журналдар жана батареянын абалы алыстан көзөмөлдөнөт.

Автономдуу иштөө учурунда оператор зарыл болсо тапшырманы токтотуп, кол менен башкарууга өтө алат. Ката чыккан учурда абал машинасы системаны коопсуз абалга өткөрүп, операторго тапшырманы улантууга же коопсуз кайтуу процедурасын баштоого мүмкүнчүлүк берет.

Изилдөө эмнени көрсөтөт?

• Топурак бетин даярдоо, бургулоо, үлгү чогултуу жана үлгүнү түзмөктөргө сунуштоо кадамдарын бир мобилдүү роботтук системанын ичинде автоматташтырууга болорун көрсөтөт.
• Вертикалдык жайгаштыруу механизми сыналган орто-оор механикалык курамдагы топуракта кыргыч, бургу жана дем алуу камерасы тапшырмаларын аткара аларын көрсөтөт.
• Робот колу шайман алмаштыруу менен бирге топурак үлгүсүн даярдоо иштерин да аткара аларын көрсөтөт.
• LIBS анализатору жана топурак дем алуу системасы менен автономдуу маалымат алуу процессин баштап жана бүтүрүүгө болорун көрсөтөт.
• Автономдуу навигация, манипуляция, өлчөө түзмөктөрү жана жогорку деңгээлдеги тапшырма логикасы интеграцияланган талаа иш агымында иштей аларын көрсөтөт.

Изилдөө эмнени көрсөтпөйт?

• LIBS чыгыштары тастыкталган жана калибрленген SOC өлчөөсү экенин көрсөтпөйт.
• Топурактын дем алуу маанилери лабораториялык же эталондук талаа ыкмалары менен сандык түрдө тастыкталганын көрсөтпөйт.
• Система бардык топурак түрлөрүндө бирдей механикалык натыйжа берерин далилдебейт.
• 2 метрден жакшыраак жайгашуу натыйжасы сантиметр деңгээлиндеги так дыйканчылык жайгашуусун билдирерин көрсөтпөйт.
• 25 чекиттүү тапшырма учурда тез коммерциялык талаа сканерлөө системасы экенин көрсөтпөйт.
• Чийки LIBS экранындагы көмүртек маанисин түздөн-түз топурак органикалык көмүртек пайызы катары колдонууга болорун көрсөтпөйт.
• Иштелип чыккан система көмүртек секвестрациясын түздөн-түз өлчөй турганын же белгилүү бир айыл чарба практикасы көмүртек секвестрациясын көбөйтөрүн далилдебейт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Өлчөө чынжырынын техникалык компоненттери

Механикалык кирүүнү текшерүү

Сыноолор гумус топтолгон үстүңкү горизонту бар, орто-оор механикалык курамдагы топуракта жүргүзүлгөн. Вертикалдык механизм колдонгон күч түз өлчөнбөгөндүктөн механизмдин позициясы жана мотор тогу бирге көзөмөлдөнгөн. Топурак менен контакт башталганда мотор тогунун жогорулашы кирүүгө каршы өсүп жаткан механикалык каршылыктын көрсөткүчү катары колдонулган.

Тапшырманын узактыгы

Изилдөөчүлөр сыналган шарттарда бир үлгү алуу цикли болжол менен 15 мүнөт созуларын жана 25 чекиттүү SOC үлгү алуу тапшырмасы үчүн болжол менен 375 мүнөт эсептелгенин билдиришет. Бул эсепке үлгү алуу чекиттеринин ортосундагы навигация, акыркы гомогендештирүү жана LIBS баскычы кирген эмес.

Бирок бул убакыт эсептөөсүндө булак ичинде белгисиздик бар. Жогорку деңгээлдеги тапшырма сүрөттөмөсүндө топурак дем алуу операциясы тапшырманын башында бир гана жолу аткарылары так айтылганы менен, 15 мүнөттүк “бир чекитке цикл” аныктамасына камераны жайгаштыруу жана топурак дем алуусун өлчөө да киргизилген. Ошондуктан 375 мүнөттүк жалпы убакытты иш агымынын так оптималдаштырылган тапшырма узактыгы катары эмес, изилдөөдө берилген болжолдуу инженердик баа катары кабыл алуу керек.

Изилдөөчүлөр келечекте үлгү алуу чекиттеринин санын кыскартып жана вертикалдык механизмдин ылдамдыгын жогорулатып, жалпы тапшырманы болжол менен 1 саатка чейин түшүрүүнү көздөшөт. Бул маани учурдагы системанын тастыкталган тапшырма узактыгы эмес, келечектеги өнүктүрүү максаты.

LIBS жана CO₂ өлчөөлөрүнүн жыйынтыгы

Робот даярдалган үлгүнү LIBS түзмөгүнө ийгиликтүү сунуштап, түзмөктөн элементтик курамдын чыгышын алган. Ошондой эле топурак дем алуу камерасы топуракка жайгаштырылгандан кийин CO₂ агымын өлчөө цикли автономдуу түрдө башталып, аяктаган.

Ошого карабастан изилдөөчүлөр эки өлчөө системасынын тең толук калибрлөөсү жана лабораториялык эталондук ыкмалар менен салыштырылышы келечекте жүргүзүлөрүн ачык билдиришет. Ошондуктан 21-сүрөттөгү жыйынтыктар өлчөө чынжыры иштеп жатканын көрсөткөн чийки чыгыштар; алар тастыкталган илимий SOC же R_s маанилери эмес.

Системанын күчтүү жактары

• SOC жана R_s үчүн талап кылынган ар башка механикалык жана аналитикалык процесстерди бир талаа роботунда интеграциялоосу.
• Топурак бетин даярдоодон үлгү талдоосуна чейинки кеңири процессти автоматташтыруусу.
• Робот колун шайман ташууга гана эмес, үлгү даярдоо операциясына да кошуусу.
• Өлчөө маалыматтарын жайгашуу жана убакыт маалыматтары менен бирге каттоосу.
• Модулдук ROS2 архитектурасы менен навигация, манипуляция жана өлчөө түзмөктөрүн жалпы тапшырма логикасына бириктирүүсү.

Негизги чектөөлөр

• SOC жана топурак дем алуусун өлчөөнүн сандык тактыгы азырынча эталондук ыкмалар менен тастыкталган эмес.
• LIBS үлгүсүн даярдоодогу тыгыздык туруктуулугу жана кайталанмалуулугу өзүнчө текшерилген эмес.
• Талаа эксперименттери ар кандай топурак түрлөрүн жана көп сандагы айлана-чөйрөлүк шарттарды камтыбайт.
• Учурдагы GNSS негизиндеги жайгашуу сантиметр деңгээлинде үлгү алуу чекитине кайра жайгашууну камсыз кылбайт.
• 25 чекиттүү иш агымы азыркы абалында узакка созулат.
• Кирүү күчү түз өлчөнгөн эмес, мотор тогу жана механизм позициясы аркылуу бааланган.
• Булакта максаттуу бургулоо тереңдиги, дем алуу шакегинин кирүүсү жана тапшырма узактыгы боюнча түшүндүрүлбөгөн майда дал келбестиктер бар.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Толук түпнуска изилдөө аталышы: Design and Integration of Autonomous Robotic Platform for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration

Авторлор жана алардын тартиби: Josip Spudić; Ana Šelek; Matija Rizvan; Ivan Hrabar; Saša Šteković; Stjepan Flegarić; Boris Đurđević; Irena Jug; Danijel Jug; Nikica Perić; Goran Vasiljević; Zdenko Kovačić.

Жооптуу автор: Josip Spudić.

Тең салым/тең биринчи автор: Булактa тең салым тууралуу билдирүү жок.

Мекемелер: 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.

Журнал: Actuators.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Жарыялоо идентификациясы: Actuators 2026, 15, 233.

DOI: 10.3390/act15050233.

Расмий жарыялоо шилтемеси: https://doi.org/10.3390/act15050233

Жарыялоо процесси: Алынды 6 Март 2026; кайра каралды 4 Апрель 2026; кабыл алынды 20 Апрель 2026; жарыяланды 23 Апрель 2026.

Булак түрү жана рецензия статусу: Рецензияланган изилдөө макаласы. Изилдөөнүн негизги илимий мүнөзү — физикалык автономдуу роботтук платформаны долбоорлоо, системаны интеграциялоо жана талаа иш агымын эксперименттик текшерүү.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: “Collaborative Research on an Innovative Concept for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration Using Autonomous Robotic Platforms (TerraSpiro)” долбоору; Европа Биримдиги тарабынан Hırvatistan National Recovery and Resilience Plan алкагында каржыланган. Долбоор номери NPOO.C3.2.R3-I1.04.0077.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Изилдөө жыйынтыктарын колдогон маалыматтар суроо боюнча жооптуу автордон алынары көрсөтүлгөн.

Этика/макулдук: Изилдөөдө адам же жаныбар эксперименти болбогондуктан Institutional Review Board жана informed consent бөлүктөрү колдонулбайт.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Josip Spudić, Ana Šelek, Matija Rizvan, Ivan Hrabar жана Saša Šteković Autegra d.o.o. кызматкерлери экени ачыкталган. Башка авторлор изилдөө коммерциялык же каржылык кызыкчылык мамилеси катары чечмелениши мүмкүн болгон байланыштарсыз жүргүзүлгөнүн билдиришкен.

Автордук салымдар: Концептуалдаштыруу J.S.; метод B.Đ., I.J., D.J., S.Š. жана J.S.; программалык камсыздоо J.S. жана A.Š.; текшерүү J.S., N.P., A.Š. жана M.R.; формалдык талдоо J.S. жана S.F.; изилдөө J.S., I.J., D.J. жана S.Š.; ресурстар J.S., S.F. жана G.V.; маалымат курaциясы J.S.; карап чыгуу жана редакциялоо J.S., A.Š., N.P., G.V., Z.K. жана B.Đ.; визуалдаштыруу M.R. жана A.Š.; кеңеш берүү I.H. жана Z.K.; долбоорду башкаруу I.H. жана Z.K.; каржылоону алуу S.Š. тарабынан аткарылган.

Булак ичиндеги дал келбестиктер: Дем алуу камерасынын шакеги үчүн метод сүрөттөмөсү болжол менен 7 cm кирүүнү билдирсе, текшерүү графиги болжол менен −22 cmде башталган топурак контактынан −28 cm акыркы позицияга чейин болжол менен 6 cm механизм жылышын көрсөтөт. Бургу максаты 30 cm деп аныкталганы менен 19-сүрөттөгү позиция ийри сызыгы болжол менен −25 cm аймагында аяктайт; булак бул координаталык офсеттен келип чыккан-келбегенин түшүндүрбөйт. Мындан тышкары топурак дем алуусу жогорку деңгээлдеги тапшырма логикасында бир жолу гана жүргүзүлөт, бирок болжол менен 15 мүнөттүк бир чекитке убакыт эсептөөсүнө дем алуу өлчөөсү кошулуп, бул маани 25ке көбөйтүлүп болжол менен 375 мүнөт эсептелген. Бул айырмачылыктар унчукпай оңдолгон эмес.

Негизги илимий чек: Изилдөө иштелип чыккан робот интеграцияланган өлчөө иш агымын физикалык талаа шарттарында аткара аларын көрсөтөт. Бирок LIBS негизиндеги SOC жана камера негизиндеги R_s жыйынтыктары азырынча толук калибрленген эмес жана кесиптик лабораториялык/эталондук ыкмалар менен сандык түрдө тастыкталган эмес. Ошондуктан изилдөө учурда негизинен системаны интеграциялоо жана иш агымын текшерүү изилдөөсү катары бааланышы керек.

Бул Verianla макаласындагы илимий ыкма, техникалык мүнөздөмөлөр, эксперименттик жыйынтыктар жана чектөөлөр изилденген булакка гана негизделет. Тышкы булактардан жаңы илимий табылга же иштөө жыйынтыгы кошулган эмес; тышкы текшерүү библиографиялык жарыялоо идентификациясы үчүн гана колдонулган.