Ин таҳқиқот як озмоишгоҳи саҳроии худмухтори тақрибан 500 kg-ро таҳия мекунад, ки барои чен кардани карбони органикии хок (Soil Organic Carbon, SOC) ва нафаскашии хок (soil respiration, R_s) дар дохили як низоми ягонаи роботии мобилӣ, дар шароити саҳроӣ ва то ҳадди зиёд бе дахолати инсон пешбинӣ шудааст. Чор чархи мустақили ҳаракат ва идоракунӣ, бозуи роботии дорои шаш дараҷаи озодӣ, низоми автоматии ивазкунии асбоб, хоктарош, парма, камераи нафаскашӣ, дастгоҳи спектроскопии LIBS, низоми таҳлили CO₂ ва меъмории идоракунии бар ROS2 асосёфта дар як платформа муттаҳид шудаанд. Дар санҷиши саҳроӣ робот тавонист сатҳро тоза кунад, хокро парма намояд, намуна ҷамъ ва омода созад, камераи нафаскаширо ҷойгир кунад ва аз ҳар ду дастгоҳи ченкунӣ маълумот гирад. Бо вуҷуди ин, азбаски ченкуниҳои SOC ва R_s ҳанӯз бо усулҳои истинодии лабораторӣ пурра калибр нашудаанд, таҳқиқот пеш аз ҳама на дақиқии ченкунӣ, балки ҳамгироии низом ва қобилияти кори ҷараёни худмухтори амалиётро тасдиқ мекунад.

Навоварии асосии платформаи роботӣ дар он аст, ки вазифаҳои гирифтани намунаи хок, таҳлили химиявӣ ва ченкунии ҷараёни газ, ки дар аксари низомҳои мавҷуда алоҳида баррасӣ мешаванд, дар як низоми худмухтор муттаҳид карда шудаанд. Раванд аз тоза кардани сатҳи хок ва гирифтани намуна бо парма то якҷо кардан ва гомоген кардани 25 намуна ва фишурдани намуна бо бозуи роботӣ барои пешниҳоди он ба дастгоҳи Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) автоматӣ шудааст. Барои нафаскашии хок бошад, як низоми алоҳидаи камераи динамикии пӯшида ба хок ҷойгир карда мешавад ва тағйирёбии консентратсияи CO₂ назорат мегардад.

Платформа метавонад ба суръати максималии тақрибан 1,2 m/s расад ва аз ҷиҳати тарҳ барои гузаштан аз сатҳҳои моил то 25° сохта шудааст. Чор модули мустақили идоракунӣ ва кашиш ба воситаи нақлиёт дар саҳро қобилияти баланди манёвр медиҳанд, дар ҳоле ки LiDAR, камераҳои RGB-D, GNSS, IMU ва одометрияи чархҳо барои муайян кардани мавқеъ ва дарки муҳит истифода мешаванд. Дар шароити озмудашудаи саҳроӣ дақиқии мавқеъёбӣ, ки аз якҷоясозии GNSS, IMU ва одометрия ба даст омадааст, беҳтар аз 2 метр гузориш шуда ва барои вазифаи ҷории намунагирӣ кофӣ арзёбӣ шудааст.

Барои чен кардани карбони органикии хок маводи ҷамъшуда аз 25 нуқтаи намунагирӣ якҷо ва гомоген карда мешавад. Хоки омодашуда бо бозуи роботӣ механикӣ фишурда шуда, ба мавқеи ченкунии анализатори SciAps Z-903 LIBS интиқол меёбад. Низоми LIBS метавонад таркиби элементиро тақрибан дар 5 сония бихонад. Аммо азбаски натиҷаҳои LIBS-и бадастомада дар таҳқиқот барои SOC пурра калибр нашудаанд, фоизҳои элементҳое, ки дар экрани дастгоҳ дида мешаванд, набояд ҳамчун консентратсияи тасдиқшудаи SOC арзёбӣ шаванд.

Барои нафаскашии хок LI-COR Smart Chamber ва анализатори LI-870 CO₂/H₂O истифода шудаанд. Пас аз ҷойгир кардани камераи динамикии пӯшида ба хок, газҳои дохили камера тавассути анализатор гардиш дода мешаванд ва одатан дар давраи ченкунии тақрибан 120 сония тағйирёбии консентратсияи CO₂ назорат мешавад. Зондҳои намӣ ва ҳарорат низ ҳамзамон ба хок ворид карда мешаванд ва ин маълумот барои нигоҳ доштани заминаи муҳитии ченкунӣ сабт мегардад.

Аз нуқтаи назари Türkiye: Ин таҳқиқот намунаи муҳими меъмории роботиро пешниҳод мекунад, ки метавонад ба мониторинги саломатии хок, назорати карбон ва кишоварзии дақиқ дар заминҳои кишоварзии Türkiye мутобиқ карда шавад. Аммо таҳқиқот ба шароити таҳия ва саҳроии Хорватия асос ёфтааст. Дар Türkiye воридшавии парма, кашиши чарх, кори GNSS, калибровкаи LIBS ва ченкунии ҷараёни CO₂ дар шароити гуногуни гил, рег, моддаи органикӣ, санглохӣ, намӣ, фишурдагӣ ва нишебӣ бояд алоҳида тасдиқ карда шаванд. Натиҷаҳои ҷории таҳқиқот дақиқии мустақими миқдорӣ барои SOC ё нафаскашии хокро дар заминҳои кишоварзии Türkiye нишон намедиҳанд.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Карбони органикии хок ва нафаскашии хок барои фаҳмидани ҳолати химиявӣ ва биологии хок маълумоти гуногун, вале ҳамдигарро пуркунанда медиҳанд. Ченкунии SOC одатан гирифтани намунаи хок аз саҳро, омода кардани он ва таҳлил дар лабораторияро талаб мекунад, дар ҳоле ки нафаскашии хок бештар бо камераҳои статикӣ ё автоматӣ дар саҳро чен карда мешавад. Ҳар ду раванд метавонанд меҳнати зиёди инсонро талаб кунанд ва миёни гирифтани намуна ва ба даст омадани натиҷа таъхир ба вуҷуд оранд.

Қисми назарраси роботҳои мавҷудаи кишоварзӣ ё ба гирифтани намуна ва таҳлили маводи ғизоии хок, ё ба ченкунии ҷараёни газ ихтисос ёфтаанд. Холигие, ки ин таҳқиқот ҳадаф мегирад, таҳияи низоми муттаҳидшудаест, ки метавонад ҳам SOC-ро ҳамчун нишондиҳандаи марбут ба захираи карбон ва ҳам R_s-ро ҳамчун инъикоскунандаи фаъолияти биологӣ дар як платформаи худмухтори саҳроӣ чен кунад.

Низоми TerraSpiro чиро муттаҳид мекунад?

Озмоишгоҳи мобилии роботии таҳияшуда чор қабати асосии муҳандисиро муттаҳид мекунад:

• ҳаракат ва мавқеъёбии худмухтор дар дохили саҳро,
• таъсири механикии мустақим бо хок,
• идоракунии асбоб ва намуна бо бозуи роботӣ,
• ду занҷири гуногуни ченкунӣ барои SOC ва нафаскашии хок.

Массаи низом тақрибан 500 kg аст. Азбаски ҳар яке аз чор чарх ҳаракат ва идоракунии мустақил дорад, платформа меъмории 4WD4WS, яъне кашиши чорчарха ва идоракунии чорчархаро истифода мебарад. Ин сохтор барои таъмин кардани манёврнокии баланд, аз ҷумла ҳаракати паҳлуӣ ва мавқеъёбии дақиқ дар заминҳои кишоварзӣ интихоб шудааст.

Чаро дар маркази робот минтақаи кушоди корӣ мавҷуд аст?

Яке аз хусусиятҳои хоси тарҳи платформа фазои кушоди муҳофизатшуда дар маркази корпус мебошад. Қисми зиёди амалиётҳои тарошидани хок, пармакунӣ, ҷойгир кардани камера ва омода кардани намуна дар ҳамин минтақа иҷро мешаванд. Бо ин роҳ таҷҳизоти ченкунӣ то андозае аз таъсири муҳитӣ, монанди барг, чанг ё партовҳои сабуке, ки шамол меорад, муҳофизат мешавад ва қувваҳои калони амудӣ, ки ба хок дода мешаванд, ба маркази массаи робот наздик нигоҳ дошта мешаванд.

Ҷойгиркунии марказӣ махсусан барои коҳиш додани моментҳое, ки ҳангоми фишурдани асбобҳое чун парма ва камераи нафаскашӣ ба хок дар корпуси робот ба вуҷуд меоянд, ва нигоҳ доштани устувории платформа пешбинӣ шудааст.

Робот муҳити атрофро чӣ гуна дарк мекунад?

Сенсори 3B LS LiDAR C32W, ки дар баландтарин нуқтаи платформа ҷойгир шудааст, барои сканкунии 360° муҳит истифода мешавад. Чор камераи Intel RealSense D435 RGB-D майдони дидро васеъ мекунанд, дар ҳоле ки ду LiDAR-и амниятии SICK outdoorScan3 вазифаи муайян кардани монеаҳои наздикро иҷро мекунанд.

Барои мавқеъёбӣ GNSS, IMU ва одометрияи чархҳо якҷо арзёбӣ шуда, бо Филтри ДуМарҳилагии Васеъшудаи Калман (Extended Kalman Filter, EKF) муттаҳид карда мешаванд. Дар шароити санҷидашуда дақиқии мавқеъёбии беҳтар аз 2 метр аз ҷониби муҳаққиқон барои вазифаҳои намунагирии ин таҳқиқот кофӣ дониста шудааст. Барои таҳияҳои оянда, ки мавқеъёбии дақиқтарро талаб мекунанд, ҳамгироии RTK-GNSS пешниҳод шудааст.

Чаро сатҳи хок аввал тарошида мешавад?

Дар сатҳе, ки SOC ва нафаскашии хок чен карда мешаванд, решаҳо, бақияи растанӣ ва партовҳои органикӣ метавонанд мавҷуд бошанд. Аз ин рӯ яке аз аввалин амалиётҳои механикии робот тоза кардани сатҳ мебошад. Тарошаи пӯлод тақрибан 3 cm ба хок ворид мешавад ва вақте платформа тақрибан 1 m пеш меравад, қабати болоиро аз минтақаи намунагирӣ дур мекунад.

Бари тароша аз диаметри ҳалқаи ҳам парма ва ҳам камераи нафаскашӣ калонтар тарҳрезӣ шудааст. Бо ин роҳ кӯшиш мешавад, ки асбобҳои баъдӣ ба сатҳи тозанашуда нарасанд.

Намунаи хок чӣ гуна гирифта мешавад?

Муҳаққиқон ба ҷойи зонди мустақим фишурдашаванда истифодаи пармаро интихоб кардаанд. Парма ҳангоми чархидан хокро суст мекунад ва онро аз рӯи геометрияи спиралӣ ба боло мебарад. Ин механизм махсусан дар хокҳои хушк ё фишурда нисбат ба зондҳое, ки танҳо қувваи амудиро истифода мебаранд, бартарии механикӣ медиҳад.

Низом барои SOC намунаи танҳо аз як нуқта гирифташударо намояндаи тамоми майдон намеҳисобад. Ба ҷойи ин, аз 25 нуқтаи алоҳида, ки дар атрофи мавқеи истинодӣ бо тарҳи намунагирии ҳалқаҳои ҳаммарказ тақсим шудаанд, мавод ҷамъ мекунад. Хоки аз ҳар пармакунӣ баромада ба зарфи махсус гузаронида мешавад ва пас аз анҷоми 25 намуна онҳо якҷо карда шуда, гомоген мегарданд.

Чаро пармакунӣ марҳилавӣ анҷом дода мешавад?

Чуқурии ҳадафии пармакунӣ дар таҳқиқот барои парма 30 cm муайян шудааст. Парма ба хок нисбат ба тароша ва низоми камера сусттар ворид карда мешавад, зеро сохтори спиралии чархзананда барои берун кардани хоки сустшуда аз сӯрох вақт талаб мекунад.

Барои кам кардани сарбориҳои ногаҳонии механикӣ дар муқовимати баланд ба ҷойи суръати доимӣ стратегияи пешравии марҳилавии 5 cm ва 10 cm истифода шудааст. Дар фармони идоракунӣ суръати пармакунӣ бо зиёд шудани чуқурӣ баланд карда шудааст.

Бо вуҷуди ин, дар манбаъ ҷузъиёте ҳаст, ки бояд ба он диққат дод: матни усул ва мошини ҳолат ҳадафи 30 cm-ро равшан муайян мекунанд, аммо каҷи мавқеи механизм дар Шакли 19 тақрибан дар −25 cm ба анҷом мерасад. Таҳқиқот шарҳ намедиҳад, ки ин фарқ аз истиноди координатӣ аст ё аз чуқурии воқеии воридшавӣ. Аз ин рӯ аз график набояд хулоса кард, ки “воридшавии физикии 30 cm ба таври таҷрибавӣ қатъӣ тасдиқ шудааст”.

Карбони органикии хок чӣ гуна чен карда мешавад?

Барои таҳлили карбони органикии хок дастгоҳи сайёри SciAps Z-903 LIBS истифода шудааст. LIBS бо импулси лазерии энергияи баланд дар сатҳи намуна плазмаи кӯтоҳмуддат ҳосил мекунад ва аз рӯи хатҳои спектралии аз ин плазма баромада таркиби элементиро муайян мекунад.

Дар занҷири роботии ченкунӣ хок аз 25 нуқтаи пармакунишуда аввал якҷо ва гомоген карда мешавад. Сипас бозуи роботӣ бо як кронштейни металлӣ намуна мегирад, онро ба сатҳи ҳамвор фишурда зич мекунад ва ба мавқеи ченкунии дастгоҳи LIBS мебарад. Фишурдани намуна барои яксонтар кардани зичии сатҳе, ки лазер ба он мерасад, татбиқ мешавад.

Ченкунии элементии дастгоҳи LIBS тақрибан 5 сония вақт мегирад. Бо вуҷуди ин, дар марҳилаи ҷории таҳқиқот калибровкаи SOC анҷом наёфтааст. Дар баромади экран дар Шакли 21a консентратсияҳои гуногуни элементӣ ва арзиши хоми дастгоҳ барои карбон дида мешавад; муҳаққиқон равшан таъкид мекунанд, ки ин баромад натиҷаи калибршудаи SOC нест. Аз ин рӯ истифодаи фоизи хоми карбон ҳамчун консентратсияи воқеии карбони органикии хок аз ҷиҳати илмӣ дуруст нест.

Нафаскашии хок чӣ гуна чен карда мешавад?

Нафаскашии хок барои назорат кардани ҷараёни CO₂ аз сатҳи хок ба атмосфера бо усули камераи динамикии пӯшида чен карда мешавад, ки дар он LI-COR Smart Chamber ва анализатори LI-870 CO₂/H₂O якҷо истифода мешаванд.

Пас аз он ки бозуи роботӣ механизми лозимии пайвасткуниро ҷойгир мекунад, механизми амудӣ ҳалқаи пӯлодро ба хок мефишорад. Дар тавсифи тарҳ воридшавии тақрибан 7 cm ба хок ҳадаф қарор дода шудааст. Пас аз герметикӣ нишастани камера ба хок, газҳои ҷамъшуда ба анализатор гардиш дода шуда, боз ба камера бармегарданд. Фосилаи маъмулии ченкунӣ тақрибан 120 сония аст.

Сенсорҳои намӣ ва ҳарорат ҳамзамон бо камера ба хок ҷойгир карда мешаванд. Гарчанде ин арзишҳо ҳамчун тағйирёбандаҳои асосии мустақими ҳисобкунии R_s истифода намешаванд, онҳо бо маълумоти вақт ва мавқеъ барои тафсири шароити ченкунӣ сабт мешаванд.

Дар ин ҷо низ фарқи хурди дохили манбаъ вуҷуд дорад: матн аз воридшавии тақрибан 7 cm ба хок мегӯяд, дар ҳоле ки дар озмоиши тасдиқӣ тамоси механизм бо хок тақрибан аз мавқеи −22 cm оғоз шуда, мавқеи ниҳоӣ тақрибан −28 cm мешавад. Ҳаракати механизм дар график тақрибан 6 cm аст. Таҳқиқот ин фарқи тақрибан 1 cm-ро алоҳида шарҳ намедиҳад.

Оё вазифаи бозуи роботӣ танҳо интиқоли намуна аст?

Не. Бозуи роботии UR30-и дорои шаш дараҷаи озодӣ бо ивазкунандаи автоматии асбоб ва сенсори ҳамгирошудаи қувва/момент дар марҳилаҳои гуногуни низом вазифа иҷро мекунад. Бозу пайвасти механикии камераи нафаскаширо васл ва ҷудо мекунад, намунаи хокро аз зарф мегирад, онро фишурда мекунад ва ба мавқеи таҳлили LIBS мебарад.

Сенсори қувва/момент барои муайян кардани тамос ҳангоми пайвасти асбоб, санҷидани дурустии ҳамоҳангӣ ва қатъ кардани амалиёт ҳангоми тамоси ғайричашмдошт истифода мешавад. Ҳангоми фишурдани намуна пеш аз LIBS бошад, қувваи идорашавандаи тамос татбиқ мегардад.

Меъмории идоракунӣ чӣ гуна сохта шудааст?

Зерсохтори асосии нармафзории платформа ROS2 Jazzy мебошад, ки дар Linux кор мекунад. Барои навигатсияи худмухтор Nav2, барои идоракунии манипулятор ros2_control ва барои ҳамоҳангсозии вазифаҳои ҳаракат компонентҳои асосёфта ба MoveIt2 истифода мешаванд. Қабати махсуси идоракунии суръат, ки бо муҳаррикҳои чархҳо тавассути CAN bus иртибот дорад, суръатҳои чархҳоро ба суръатҳои хаттӣ ва кунҷии воситаи нақлиёт табдил дода, одометрия тавлид мекунад.

Компютери дуюми Linux дар тарафи оператор интерфейси графикии корбарро иҷро мекунад. Иртиботи бесим миёни робот ва истгоҳи заминӣ тавассути Wi-Fi TCP/IP бо модели ZeroMQ PUB/SUB таъмин мешавад. Оператор метавонад ҳадафи GPS ва вазифаи иҷрошавандаро аз харита интихоб кунад; мавқеи робот, ҳолати вазифа, журналҳои система ва ҳолати батарея аз дур назорат мешаванд.

Ҳангоми кори худмухтор оператор дар ҳолати зарурӣ метавонад вазифаро қатъ карда, ба идоракунии дастӣ гузарад. Дар ҳолати хато мошини ҳолат системаро ба ҳолати бехатар мебарад ва ба оператор имкон медиҳад вазифаро идома диҳад ё раванди бозгашти бехатарро оғоз кунад.

Таҳқиқот чиро нишон медиҳад?

• Нишон медиҳад, ки қадамҳои омодасозии сатҳи хок, пармакунӣ, ҷамъоварии намуна ва пешниҳоди намуна ба дастгоҳҳо метавонанд дар як низоми мобилии роботӣ автоматӣ карда шаванд.
• Нишон медиҳад, ки механизми ҷойгиркунии амудӣ дар хоки озмудашудаи дорои таркиби миёна-вазнин вазифаҳои тароша, парма ва камераи нафаскаширо иҷро карда метавонад.
• Нишон медиҳад, ки бозуи роботӣ ҳам ивазкунии асбоб ва ҳам вазифаҳои омода кардани намунаи хокро иҷро карда метавонад.
• Нишон медиҳад, ки раванди худмухтори гирифтани маълумот бо анализатори LIBS ва низоми нафаскашии хок оғоз ва анҷом дода мешавад.
• Нишон медиҳад, ки навигатсияи худмухтор, манипуляция, дастгоҳҳои ченкунӣ ва мантиқи сатҳи баланди вазифа метавонанд дар як ҷараёни муттаҳидшудаи саҳроӣ кор кунанд.

Таҳқиқот чиро нишон намедиҳад?

• Нишон намедиҳад, ки баромадҳои LIBS ченкунии тасдиқшуда ва калибршудаи SOC мебошанд.
• Нишон намедиҳад, ки арзишҳои нафаскашии хок бо усулҳои лабораторӣ ё саҳроии истинодӣ ба таври миқдорӣ тасдиқ шудаанд.
• Исбот намекунад, ки низом дар ҳамаи намудҳои хок ҳамон як кори механикиро нишон медиҳад.
• Нишон намедиҳад, ки натиҷаи мавқеъёбии беҳтар аз 2 метр маънои мавқеъёбии дақиқи кишоварзӣ дар сатҳи сантиметрро дорад.
• Нишон намедиҳад, ки вазифаи 25-нуқтаӣ дар шакли ҷорӣ як низоми зуд барои сканкунии тиҷоратии саҳро мебошад.
• Нишон намедиҳад, ки арзиши хоми карбон дар экрани LIBS метавонад мустақиман ҳамчун фоизи карбони органикии хок истифода шавад.
• Исбот намекунад, ки низоми таҳияшуда секвестратсияи карбонро мустақим чен мекунад ё як амалияи муайяни кишоварзӣ секвестратсияи карбонро зиёд мекунад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Ҷузъҳои техникии занҷири ченкунӣ

Тасдиқи воридшавии механикӣ

Санҷишҳо дар хоки дорои горизонти болоии ҷамъшавии гумус ва таркиби миёна-вазнин гузаронида шудаанд. Азбаски қувваи татбиқкардаи механизми амудӣ мустақим чен карда нашуд, мавқеи механизм ва ҷараёни муҳаррик якҷо назорат шуданд. Ҳангоми оғози тамос бо хок баланд шудани ҷараёни муҳаррик ҳамчун нишондиҳандаи афзоиши муқовимати механикӣ ба воридшавӣ истифода шуд.

Давомнокии вазифа

Муҳаққиқон гузориш медиҳанд, ки дар шароити озмудашуда як давраи намунагирӣ тақрибан 15 дақиқа тӯл мекашад ва барои вазифаи 25-нуқтаии SOC тақрибан 375 дақиқа ҳисоб шудааст. Ин ҳисоб навигатсия миёни нуқтаҳои намунагирӣ ва марҳилаи ниҳоии гомогенкунӣ ва LIBS-ро дар бар намегирад.

Аммо дар ин ҳисобкунии вақт дар дохили манбаъ номуайянӣ вуҷуд дорад. Дар тавсифи сатҳи баланди вазифа равшан гуфта мешавад, ки амалиёти нафаскашии хок танҳо як бор дар оғози вазифа иҷро мешавад, вале ба таърифи “давра барои ҳар нуқта”-и 15-дақиқаӣ ҷойгир кардани камера ва ченкунии нафаскашии хок низ дохил шудааст. Аз ин рӯ давомнокии умумии 375 дақиқа набояд ҳамчун вақти дақиқ оптимизатсияшудаи ҷараёни кор, балки ҳамчун арзёбии тахминии муҳандисии дар таҳқиқот овардашуда қабул шавад.

Муҳаққиқон дар оянда ният доранд бо кам кардани шумораи нуқтаҳои намунагирӣ ва баланд кардани суръати механизми амудӣ вақти умумии вазифаро то тақрибан 1 соат кам кунанд. Ин арзиш вақти тасдиқшудаи вазифаи низоми ҷорӣ нест, балки ҳадафи рушди оянда мебошад.

Натиҷаи ченкуниҳои LIBS ва CO₂

Робот намунаи омодашударо бомуваффақият ба дастгоҳи LIBS пешниҳод кард ва аз дастгоҳ натиҷаи таркиби элементиро гирифт. Ба ҳамин монанд, пас аз ҷойгир шудани камераи нафаскашии хок, давраи ченкунии ҷараёни CO₂ ба таври худмухтор оғоз ва анҷом дода шуд.

Бо вуҷуди ин, муҳаққиқон равшан таъкид мекунанд, ки калибровкаи пурраи ҳар ду низоми ченкунӣ ва муқоисаи онҳо бо усулҳои истинодии лабораторӣ дар оянда анҷом дода хоҳад шуд. Аз ин рӯ натиҷаҳои Шакли 21 баромадҳои хоме мебошанд, ки кор кардани занҷири ченкуниро нишон медиҳанд; онҳо арзишҳои тасдиқшудаи илмии SOC ё R_s нестанд.

Ҷиҳатҳои қавии низом

• Муттаҳид кардани равандҳои гуногуни механикӣ ва аналитикӣ барои SOC ва R_s дар як роботи саҳроӣ.
• Автоматӣ кардани ҷараёни васеъ аз омодасозии сатҳи хок то таҳлили намуна.
• Ҷалб кардани бозуи роботӣ на танҳо ба интиқоли асбоб, балки ба омодасозии намуна.
• Сабт кардани маълумоти ченкунӣ якҷо бо маълумоти вақт ва мавқеъ.
• Муттаҳид кардани навигатсия, манипуляция ва дастгоҳҳои ченкунӣ дар як мантиқи ягонаи вазифа бо меъмории модулии ROS2.

Маҳдудиятҳои асосӣ

• Дақиқии миқдории ченкуниҳои SOC ва нафаскашии хок ҳанӯз бо усулҳои истинодӣ тасдиқ нашудааст.
• Яксонӣ ва такроршавии зичии омодасозии намуна барои LIBS алоҳида тасдиқ нашудааст.
• Озмоишҳои саҳроӣ намудҳои гуногуни хок ва доираи васеи шароити муҳитиро фаро намегиранд.
• Мавқеъёбии ҷории GNSS ҷойгиркунии такрории намунагириро дар сатҳи сантиметр таъмин намекунад.
• Ҷараёни 25-нуқтаӣ дар шакли ҷорӣ вақти зиёд мегирад.
• Қувваи воридшавӣ мустақим чен нашуда, аз рӯи ҷараёни муҳаррик ва мавқеи механизм арзёбӣ шудааст.
• Дар манбаъ номувофиқатиҳои хурди шарҳнашуда дар мавриди чуқурии ҳадафии пармакунӣ, воридшавии ҳалқаи нафаскашӣ ва тавсифи давомнокии вазифа мавҷуданд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Design and Integration of Autonomous Robotic Platform for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration

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

Муаллифи масъул: Josip Spudić.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ изҳороти саҳми баробар мавҷуд нест.

Муассисаҳо: 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.

Маҷалла: Actuators.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Шиносаи нашр: Actuators 2026, 15, 233.

DOI: 10.3390/act15050233.

Пайванди расмии нашр: https://doi.org/10.3390/act15050233

Раванди нашр: Гирифта шуд 6 Март 2026; бозбинӣ шуд 4 Апрел 2026; қабул шуд 20 Апрел 2026; нашр шуд 23 Апрел 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда. Хусусияти асосии илмии таҳқиқот тарҳрезии платформаи физикии роботии худмухтор, ҳамгироии система ва тасдиқи таҷрибавии ҷараёни кори саҳроӣ мебошад.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Лоиҳаи “Collaborative Research on an Innovative Concept for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration Using Autonomous Robotic Platforms (TerraSpiro)”; аз ҷониби Иттиҳоди Аврупо дар доираи Hırvatistan National Recovery and Resilience Plan маблағгузорӣ шудааст. Рақами лоиҳа NPOO.C3.2.R3-I1.04.0077.

Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумоти дастгирии натиҷаҳои таҳқиқотро бо дархост аз муаллифи масъул гирифтан мумкин аст.

Этика/розигӣ: Азбаски таҳқиқот таҷрибаи инсонӣ ё ҳайвонотро дар бар намегирад, бахшҳои Institutional Review Board ва informed consent татбиқ намешаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Ошкор шудааст, ки Josip Spudić, Ana Šelek, Matija Rizvan, Ivan Hrabar ва Saša Šteković кормандони Autegra d.o.o. мебошанд. Муаллифони дигар изҳор кардаанд, ки таҳқиқот бидуни муносибатҳое гузаронида шудааст, ки метавонанд ҳамчун манфиати тиҷоратӣ ё молиявӣ тафсир шаванд.

Саҳмҳои муаллифон: Консептуализатсия J.S.; усул B.Đ., I.J., D.J., S.Š. ва J.S.; нармафзор J.S. ва A.Š.; тасдиқ J.S., N.P., A.Š. ва M.R.; таҳлили формалӣ J.S. ва S.F.; таҳқиқот J.S., I.J., D.J. ва S.Š.; захираҳо J.S., S.F. ва G.V.; куросияи маълумот J.S.; бозбинӣ ва таҳрир J.S., A.Š., N.P., G.V., Z.K. ва B.Đ.; визуализатсия M.R. ва A.Š.; машварат I.H. ва Z.K.; идоракунии лоиҳа I.H. ва Z.K.; ҷалби маблағгузорӣ S.Š. иҷро кардаанд.

Номувофиқатиҳои дохили манбаъ: Барои ҳалқаи камераи нафаскашӣ тавсифи усул тақрибан 7 cm воридшавиро зикр мекунад, дар ҳоле ки графики тасдиқӣ аз тамоси хок дар тақрибан −22 cm то мавқеи ниҳоии −28 cm тақрибан 6 cm ҳаракати механизмро нишон медиҳад. Ҳадафи парма 30 cm муайян шудааст, аммо каҷи мавқеъ дар Шакли 19 тақрибан дар −25 cm анҷом меёбад; манбаъ шарҳ намедиҳад, ки ин аз офсети координатӣ бармеояд ё не. Илова бар ин, нафаскашии хок дар мантиқи сатҳи баланди вазифа танҳо як бор анҷом дода мешавад, аммо ба ҳисобкунии тақрибан 15 дақиқа барои ҳар нуқта ченкунии нафаскашӣ низ дохил шуда ва ин арзиш ба 25 зарб шуда, тақрибан 375 дақиқа ҳисоб шудааст. Ин фарқиятҳо хомӯшона ислоҳ нашудаанд.

Ҳадди асосии илмӣ: Таҳқиқот нишон медиҳад, ки роботи таҳияшуда метавонад ҷараёни муттаҳидшудаи ченкуниро дар шароити воқеии саҳро иҷро кунад. Бо вуҷуди ин, натиҷаҳои SOC бар асоси LIBS ва R_s бар асоси камера ҳанӯз пурра калибр нашуда ва бо усулҳои касбии лабораторӣ/истинодӣ ба таври миқдорӣ тасдиқ нашудаанд. Аз ин рӯ таҳқиқот дар марҳилаи ҷорӣ асосан ҳамчун таҳқиқоти ҳамгироии система ва тасдиқи ҷараёни кор арзёбӣ карда шавад.

Усулҳои илмӣ, хусусиятҳои техникӣ, натиҷаҳои таҷрибавӣ ва маҳдудиятҳои ин мақолаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти манбаи баррасишуда асос ёфтаанд. Аз манбаъҳои беруна ягон натиҷаи нави илмӣ ё нишондиҳандаи кор илова нашудааст; санҷиши беруна танҳо барои шиносоии библиографии нашр истифода шудааст.