Ushbu tadqiqot tuproq organik uglerodini (Soil Organic Carbon, SOC) va tuproq nafas olishini (soil respiration, R_s) bir xil mobil robotik tizim ichida, dala sharoitida va asosan inson aralashuvisiz o‘lchashga mo‘ljallangan, massasi taxminan 500 kg bo‘lgan avtonom dala laboratoriyasini ishlab chiqadi. To‘rtta mustaqil yuritish va boshqaruv g‘ildiragi, olti erkinlik darajasiga ega robot qo‘li, avtomatik asbob almashtirish tizimi, tuproq qirg‘ichi, burg‘u, nafas olish kamerasi, LIBS spektroskopiya qurilmasi, CO₂ tahlil tizimi va ROS2 asosidagi boshqaruv arxitekturasi bitta platformada integratsiya qilingan. Dala sharoitidagi tekshiruvda robot sirtni tozalash, tuproqni burg‘ilash, namuna yig‘ish va tayyorlash, nafas olish kamerasini joylashtirish hamda ikkala o‘lchash qurilmasidan ma’lumot olishni bajara olgan. Biroq SOC va R_s o‘lchovlari hali laboratoriya etalon usullari bilan to‘liq kalibrlanmagani sababli tadqiqot birinchi navbatda o‘lchash aniqligini emas, tizim integratsiyasi va avtonom ish jarayonining ishlash qobiliyatini tasdiqlaydi.

Robotik platformaning asosiy yangiligi ko‘plab mavjud tizimlarda alohida ko‘rib chiqiladigan tuproqdan namuna olish, kimyoviy tahlil va gaz oqimini o‘lchash vazifalarini bitta avtonom tizimda birlashtirishidir. Tuproq sirtini tozalashdan burg‘u yordamida namuna olishgacha, 25 ta namunani birlashtirish va gomogenlashtirishdan namunani robot qo‘li bilan siqib Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) qurilmasiga taqdim etishgacha bo‘lgan jarayon avtomatlashtirilgan. Tuproq nafas olishi uchun esa alohida yopiq dinamik kamera tizimi tuproqqa joylashtirilib, CO₂ konsentratsiyasining o‘zgarishi kuzatiladi.

Platforma taxminan 1,2 m/s maksimal tezlikka erisha oladi va konstruktiv jihatdan 25° gacha qiyalikdagi sirtlarni bosib o‘tishga moslashtirilgan. To‘rtta mustaqil boshqaruv va tortish moduli transport vositasiga dala ichida yuqori manevrchanlik beradi, LiDAR, RGB-D kameralar, GNSS, IMU va g‘ildirak odometriyasi esa joylashuvni aniqlash hamda atrof-muhitni idrok etish uchun ishlatiladi. Sinovdan o‘tkazilgan dala sharoitida GNSS, IMU va odometriya birlashtirilishi orqali olingan joylashuv aniqligi 2 metrdan yaxshiroq ekani bildirilgan va mavjud namuna olish vazifasi uchun yetarli deb qabul qilingan.

Tuproq organik uglerodini o‘lchash uchun 25 ta namuna olish nuqtasidan yig‘ilgan material birlashtiriladi va gomogenlashtiriladi. Tayyorlangan tuproq robot qo‘li yordamida mexanik tarzda siqilib, SciAps Z-903 LIBS analizatorining o‘lchash holatiga olib boriladi. LIBS tizimi element tarkibini taxminan 5 soniyada o‘qiy oladi. Biroq tadqiqotda olingan LIBS chiqishlari SOC bo‘yicha to‘liq kalibrlanmagani uchun qurilma ekranida ko‘rinadigan element foizlari tasdiqlangan SOC konsentratsiyasi sifatida baholanmasligi kerak.

Tuproq nafas olishini o‘lchash uchun LI-COR Smart Chamber va LI-870 CO₂/H₂O analizatori ishlatilgan. Yopiq dinamik kamera tuproqqa joylashtirilgach, kameradagi gazlar analizator orqali aylantiriladi va odatda taxminan 120 soniyalik o‘lchash davrida CO₂ konsentratsiyasidagi o‘zgarish kuzatiladi. Namlik va harorat zondlari ham bir vaqtning o‘zida tuproqqa kiritiladi va bu ma’lumotlar o‘lchashning ekologik kontekstini saqlab qolish maqsadida qayd etiladi.

Türkiye nuqtai nazaridan baholash: Ushbu tadqiqot Türkiye qishloq xo‘jaligi yerlarida tuproq salomatligi, uglerod monitoringi va aniq dehqonchilik amaliyotlariga moslashtirish mumkin bo‘lgan muhim robotik arxitektura namunasini taqdim etadi. Biroq tadqiqot Xorvatiyadagi ishlab chiqish va dala sharoitlariga asoslangan. Türkiye sharoitida turli gil, qum, organik modda, toshlilik, namlik, zichlanish va qiyalik holatlarida burg‘u penetratsiyasi, g‘ildirak tortishi, GNSS ishlashi, LIBS kalibrlanishi va CO₂ oqimi o‘lchovlari alohida tekshirilishi kerak. Tadqiqotning hozirgi natijalari Türkiye qishloq xo‘jaligi yerlarida bevosita miqdoriy SOC yoki tuproq nafas olishi aniqligini ko‘rsatmaydi.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Tuproq organik uglerodi va tuproq nafas olishi tuproqning kimyoviy hamda biologik holatini tushunish uchun turli, ammo bir-birini to‘ldiruvchi ma’lumotlar beradi. SOC o‘lchovi an’anaviy ravishda tuproq namunasini daladan olish, tayyorlash va laboratoriyada tahlil qilishni talab qiladi, tuproq nafas olishi esa ko‘pincha dalada statik yoki avtomatik kameralar yordamida o‘lchanadi. Har ikkala jarayon ham katta hajmdagi inson mehnatini talab qilishi va namuna olish bilan natija olish o‘rtasida kechikish keltirib chiqarishi mumkin.

Mavjud qishloq xo‘jaligi robotlarining muhim qismi yoki tuproqdan namuna olish va oziqa moddalari tahliliga, yoki gaz oqimini o‘lchashga ixtisoslashgan. Tadqiqot ko‘zlagan bo‘shliq — uglerod zaxirasi bilan bog‘liq ko‘rsatkich bo‘lgan SOC hamda biologik faollikni aks ettiruvchi R_s ni bir xil avtonom dala platformasida o‘lchay oladigan integratsiyalashgan tizimni yaratishdir.

TerraSpiro tizimi nimalarni birlashtiradi?

Ishlab chiqilgan mobil robotik laboratoriya to‘rtta asosiy muhandislik qatlamini birlashtiradi:

• dala ichida avtonom harakat va joylashuvni aniqlash,
• tuproq bilan bevosita mexanik o‘zaro ta’sir,
• robot qo‘li yordamida asbob va namuna manipulyatsiyasi,
• SOC va tuproq nafas olishi uchun ikki xil o‘lchash zanjiri.

Tizimning massasi taxminan 500 kg. Har bir g‘ildirak mustaqil yuritish va boshqaruv harakatiga ega bo‘lgani sababli platforma 4WD4WS, ya’ni to‘rt g‘ildirakdan tortish va to‘rt g‘ildirakdan boshqarish arxitekturasidan foydalanadi. Bu tuzilma qishloq xo‘jaligi maydonlarida yonlama harakat va aniq joylashuvni o‘z ichiga olgan yuqori manevrchanlikni ta’minlash uchun tanlangan.

Nima uchun robotning o‘rtasida ochiq ish maydoni mavjud?

Platformaning o‘ziga xos konstruktiv xususiyatlaridan biri korpus markazidagi himoyalangan ochiq joydir. Tuproqni qirish, burg‘ilash, kamerani joylashtirish va namunani tayyorlash operatsiyalarining katta qismi shu maydon ichida bajariladi. Shu tariqa o‘lchash jihozlari shamol olib keladigan barg, chang yoki bo‘sh qoldiq kabi tashqi ta’sirlardan ma’lum darajada himoyalanadi, tuproqqa beriladigan katta vertikal kuchlar esa robotning massa markaziga yaqin saqlanadi.

Markaziy joylashtirish, ayniqsa burg‘u va nafas olish kamerasi kabi asboblar tuproqqa bosilganda robot korpusida hosil bo‘ladigan momentlarni kamaytirish va platforma barqarorligini saqlashga qaratilgan.

Robot atrofini qanday idrok etadi?

Platformaning eng yuqori nuqtasiga o‘rnatilgan 3B LS LiDAR C32W sensori 360° atrofni skanerlash uchun ishlatiladi. To‘rtta Intel RealSense D435 RGB-D kamera atrofiy ko‘rish maydonini kengaytiradi, ikkita SICK outdoorScan3 xavfsizlik LiDAR’i esa yaqin masofadagi to‘siqlarni aniqlash vazifasini bajaradi.

Joylashuvni aniqlash uchun GNSS, IMU va g‘ildirak odometriyasi birgalikda baholanib, ikki bosqichli Kengaytirilgan Kalman Filtri (Extended Kalman Filter, EKF) orqali birlashtiriladi. Sinov qilingan sharoitlarda 2 metrdan yaxshiroq joylashuv aniqligi tadqiqotchilar tomonidan ushbu namuna olish vazifalari uchun yetarli deb topilgan. Yanada aniq joylashuv talab qiladigan keyingi ishlanmalar uchun RTK-GNSS integratsiyasi taklif etiladi.

Tuproq sirti nega avval qiriladi?

SOC va tuproq nafas olishi o‘lchanadigan sirtda ildizlar, o‘simlik qoldiqlari va organik qoldiqlar bo‘lishi mumkin. Shu sababli robotning dastlabki mexanik amallaridan biri sirtni tozalashdir. Po‘lat qirg‘ich taxminan 3 cm tuproqqa kiradi va platforma taxminan 1 m oldinga harakatlanganda ustki qatlamni namuna olish maydonidan olib tashlaydi.

Qirg‘ichning kengligi ham burg‘u, ham nafas olish kamerasining halqa diametridan kattaroq qilib loyihalangan. Shu orqali keyingi asboblarning tozalanmagan sirt bilan tegishining oldini olishga harakat qilingan.

Tuproq namunasi qanday olinadi?

Tadqiqotchilar to‘g‘ridan-to‘g‘ri bosib kiritiladigan tuproq zondi o‘rniga burg‘udan foydalanishni tanlagan. Burg‘u aylanganda tuproqni bo‘shatadi va uni spiral geometriyasi bo‘ylab yuqoriga olib chiqadi. Bu mexanizm, ayniqsa quruq yoki zichlangan tuproqlarda faqat vertikal kuch ishlatadigan zondlarga nisbatan mexanik ustunlik beradi.

Tizim SOC uchun bitta nuqtadan olingan namunani butun maydonning vakili deb qabul qilmaydi. Buning o‘rniga tayanch joy atrofida konsentrik aylana bo‘yicha namuna olish sxemasiga taqsimlangan 25 ta alohida nuqtadan material yig‘adi. Har bir burg‘ilashdan chiqqan tuproq maxsus idishga o‘tkaziladi, 25 namuna tugagach esa ular birlashtirilib gomogenlashtiriladi.

Burg‘ilash nega bosqichma-bosqich bajariladi?

Burg‘u uchun maqsadli burg‘ilash chuqurligi tadqiqotda 30 cm deb belgilangan. Burg‘u tuproqqa qirg‘ich va kamera tizimiga qaraganda sekinroq kiritiladi; chunki aylanayotgan spiral bo‘shatgan tuproqni quduqdan chiqarib yuborishi uchun vaqt talab etiladi.

Yuqori qarshilikda keskin mexanik yuklarni kamaytirish uchun doimiy bir xil tezlik o‘rniga 5 cm va 10 cm lik bosqichli siljish strategiyasi qo‘llangan. Boshqaruv buyrug‘ida burg‘ilash tezligi chuqurlik ortishi bilan oshirilgan.

Biroq manbada e’tibor talab qiladigan bir jihat bor: usul matni va holat mashinasi 30 cm maqsadni aniq belgilaydi, ammo 19-rasmdagi mexanizm holati egri chizig‘i taxminan −25 cm atrofida yakunlanadi. Tadqiqot bu farq koordinata tayanchidanmi yoki haqiqiy penetratsiya chuqurligidanmi kelib chiqqanini izohlamaydi. Shu sababli grafikdan “30 cm jismoniy penetratsiya eksperimental ravishda aniq tasdiqlandi” degan xulosa chiqarilmasligi kerak.

Tuproq organik uglerodi qanday o‘lchanadi?

Tuproq organik uglerodini tahlil qilish uchun SciAps Z-903 ko‘chma LIBS qurilmasidan foydalanilgan. LIBS yuqori energiyali lazer impulsi yordamida namuna sirtida qisqa muddatli plazma hosil qiladi va shu plazmadan tarqaladigan spektral chiziqlar orqali element tarkibini aniqlaydi.

Robotik o‘lchash zanjirida burg‘ilangan 25 nuqtadan kelgan tuproq avval birlashtirilib gomogenlashtiriladi. Robot qo‘li keyin metall kronshteyn yordamida namunani oladi, tekis sirtga bosib siqadi va LIBS qurilmasining o‘lchash holatiga olib boradi. Namunani siqish lazer duch keladigan sirt zichligini yanada barqaror qilish uchun amalga oshiriladi.

LIBS qurilmasining element o‘lchovi taxminan 5 soniya davom etadi. Biroq tadqiqotning joriy bosqichida SOC kalibrlashi yakunlanmagan. 21a-rasmdagi ekran chiqishida turli element konsentratsiyalari va uglerod uchun xom qurilma qiymati ko‘rinadi; tadqiqotchilar bu chiqish kalibrlangan SOC natijasi emasligini aniq ta’kidlaydi. Shu sababli xom uglerod foizini haqiqiy tuproq organik uglerod konsentratsiyasi sifatida ishlatish ilmiy jihatdan to‘g‘ri emas.

Tuproq nafas olishi qanday o‘lchanadi?

Tuproq nafas olishi tuproq sirtidan atmosferaga chiqadigan CO₂ oqimini kuzatish uchun LI-COR Smart Chamber va LI-870 CO₂/H₂O analizatori birgalikda qo‘llanadigan yopiq dinamik kamera usuli orqali o‘lchanadi.

Robot qo‘li kerakli ulash mexanizmini joylashtirgach, vertikal mexanizm po‘lat halqani tuproqqa bosadi. Konstruksiya tavsifida taxminan 7 cm tuproq penetratsiyasi maqsad qilingan. Kamera tuproqqa havo o‘tkazmaydigan tarzda o‘rnashgach, ichkarida to‘plangan gaz analizatorga aylantiriladi va yana kameraga qaytariladi. Odatdagi o‘lchash oralig‘i taxminan 120 soniya.

Namlik va harorat sensorlari ham kamera bilan bir vaqtda tuproqqa joylashtiriladi. Bu qiymatlar asosiy R_s hisobining bevosita asosiy o‘zgaruvchilari sifatida ishlatilmasa-da, o‘lchash sharoitlarini talqin qilish uchun vaqt va joylashuv ma’lumotlari bilan birga qayd etiladi.

Bu yerda ham manba ichida kichik farq bor: matnda taxminan 7 cm tuproq penetratsiyasi aytiladi, tekshirish tajribasida esa mexanizmning tuproq bilan kontakti taxminan −22 cm holatda boshlanib, yakuniy holat taxminan −28 cm bo‘ladi. Grafikda ko‘rinadigan mexanizm siljishi taxminan 6 cm. Tadqiqot taxminan 1 cm lik bu farqni alohida izohlamaydi.

Robot qo‘lining vazifasi faqat namuna tashishmi?

Yo‘q. Olti erkinlik darajasiga ega UR30 robot qo‘li avtomatik asbob almashtirgich va integratsiyalashgan kuch/moment sensori bilan tizimning turli bosqichlarida ishlaydi. Qo‘l nafas olish kamerasining mexanik ulanishini o‘rnatadi va yechadi, tuproq namunasini idishdan oladi, namunani siqadi va LIBS tahlil holatiga olib boradi.

Kuch/moment sensori asbob ulanishida kontaktni aniqlash, to‘g‘ri tekislanishni tasdiqlash va kutilmagan kontaktlarda jarayonni to‘xtatish uchun ishlatiladi. Namuna LIBS oldidan siqilganda esa boshqariladigan kontakt kuchi qo‘llanadi.

Boshqaruv arxitekturasi qanday qurilgan?

Platformaning asosiy dasturiy infratuzilmasi Linuxda ishlaydigan ROS2 Jazzy. Avtonom navigatsiya uchun Nav2, manipulyator boshqaruvida ros2_control va harakat vazifalarini muvofiqlashtirishda MoveIt2 asosidagi komponentlar ishlatiladi. Transport vositasi g‘ildirak motorlari bilan CAN shinasi orqali aloqa qiladigan maxsus tezlik boshqaruv qatlami g‘ildirak tezliklarini transport vositasining chiziqli va burchak tezliklariga aylantirib, odometriya hosil qiladi.

Operator tomonidagi ikkinchi Linux kompyuteri grafik foydalanuvchi interfeysini ishga tushiradi. Robot va yer stansiyasi o‘rtasidagi simsiz aloqa Wi-Fi TCP/IP orqali ZeroMQ PUB/SUB modeli asosida ta’minlanadi. Operator xaritadan GPS maqsadini va bajariladigan vazifani tanlashi mumkin; robot joylashuvi, vazifa holati, tizim jurnallari va batareya holati masofadan kuzatiladi.

Avtonom ishlash paytida operator zarur bo‘lsa vazifani to‘xtatib, qo‘lda boshqarishga o‘tishi mumkin. Xatolik holatida holat mashinasi tizimni xavfsiz holatga o‘tkazadi va operatorga vazifani davom ettirish yoki xavfsiz qaytish protsedurasini boshlash imkonini beradi.

Tadqiqot nimani ko‘rsatadi?

• Tuproq sirtini tayyorlash, burg‘ilash, namuna yig‘ish va namunani qurilmalarga taqdim etish bosqichlarini bitta mobil robotik tizim ichida avtomatlashtirish mumkinligini ko‘rsatadi.
• Vertikal joylashtirish mexanizmi sinovdan o‘tkazilgan o‘rta-og‘ir tarkibli tuproqda qirg‘ich, burg‘u va nafas olish kamerasi vazifalarini bajara olishini ko‘rsatadi.
• Robot qo‘li asbob almashtirish bilan birga tuproq namunasini tayyorlash vazifalarini ham bajara olishini ko‘rsatadi.
• LIBS analizatori va tuproq nafas olish tizimi bilan avtonom ma’lumot olish jarayonini boshlash va yakunlash mumkinligini ko‘rsatadi.
• Avtonom navigatsiya, manipulyatsiya, o‘lchash qurilmalari va yuqori darajadagi vazifa mantig‘ini integratsiyalashgan dala ish jarayonida ishlatish mumkinligini ko‘rsatadi.

Tadqiqot nimani ko‘rsatmaydi?

• LIBS chiqishlari tasdiqlangan va kalibrlangan SOC o‘lchovi ekanini ko‘rsatmaydi.
• Tuproq nafas olish qiymatlari laboratoriya yoki etalon dala usullari bilan miqdoriy tasdiqlanganini ko‘rsatmaydi.
• Tizim barcha tuproq turlarida bir xil mexanik ishlashni ko‘rsatishini isbotlamaydi.
• 2 metrdan yaxshi joylashuv natijasi santimetr darajasidagi aniq qishloq xo‘jaligi joylashuvi degani emas.
• 25 nuqtali vazifa hozirgi holatida tezkor tijoriy dala skanerlash tizimi ekanini ko‘rsatmaydi.
• Xom LIBS ekranidagi uglerod qiymatini bevosita tuproq organik uglerod foizi sifatida ishlatish mumkinligini ko‘rsatmaydi.
• Ishlab chiqilgan tizim uglerod sekvestratsiyasini bevosita o‘lchashi yoki muayyan qishloq xo‘jaligi amaliyoti uglerod sekvestratsiyasini oshirganini isbotlamaydi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

O‘lchash zanjirining texnik komponentlari

Mexanik penetratsiyani tekshirish

Sinovlar gumus to‘plangan yuqori gorizontga ega, o‘rta-og‘ir tarkibli tuproqda o‘tkazilgan. Vertikal mexanizm qo‘llagan kuch bevosita o‘lchanmagani uchun mexanizm holati va motor toki birgalikda kuzatilgan. Tuproq bilan kontakt boshlanganda motor tokidagi ko‘tarilish penetratsiyaga qarshi ortib borayotgan mexanik qarshilik ko‘rsatkichi sifatida ishlatilgan.

Vazifa davomiyligi

Tadqiqotchilar sinovdan o‘tkazilgan sharoitlarda bitta namuna olish sikli taxminan 15 daqiqa davom etishini va 25 nuqtali SOC namuna olish vazifasi uchun taxminan 375 daqiqa hisoblanganini bildirgan. Ushbu hisobga namuna olish nuqtalari orasidagi navigatsiya hamda yakuniy gomogenlashtirish va LIBS bosqichi kiritilmagan.

Biroq bu vaqt hisobida manba ichida noaniqlik mavjud. Yuqori darajadagi vazifa tavsifida tuproq nafas olish amali faqat vazifa boshida bir marta bajarilishi aniq aytilgan bo‘lsa-da, 15 daqiqalik “nuqta boshiga sikl” ta’rifiga kamerani joylashtirish va tuproq nafas olishini o‘lchash ham kiritilgan. Shu sababli 375 daqiqalik umumiy vaqtni ish jarayonining aniq optimallashtirilgan vazifa davomiyligi sifatida emas, tadqiqotda berilgan taxminiy muhandislik bahosi sifatida ko‘rish kerak.

Tadqiqotchilar kelajakda namuna olish nuqtalari sonini kamaytirish va vertikal mexanizm tezligini oshirish orqali umumiy vazifani taxminan 1 soatgacha qisqartirishni maqsad qilgan. Bu qiymat mavjud tizimning tasdiqlangan vazifa davomiyligi emas, kelajakdagi rivojlantirish maqsadidir.

LIBS va CO₂ o‘lchovlarining natijasi

Robot tayyorlangan namunani LIBS qurilmasiga muvaffaqiyatli taqdim etgan va qurilmadan element tarkibi chiqishini olgan. Xuddi shuningdek, tuproq nafas olish kamerasi tuproqqa joylashtirilgandan so‘ng CO₂ oqimini o‘lchash sikli avtonom ravishda boshlanib, yakunlangan.

Shunga qaramay, tadqiqotchilar har ikkala o‘lchash tizimini to‘liq kalibrlash va laboratoriya etalon usullari bilan solishtirish kelajakda amalga oshirilishini aniq ko‘rsatadi. Shu sababli 21-rasmdagi natijalar o‘lchash zanjiri ishlayotganini ko‘rsatuvchi xom chiqishlardir; tasdiqlangan ilmiy SOC yoki R_s qiymatlari emas.

Tizimning kuchli tomonlari

• SOC va R_s uchun talab qilinadigan turli mexanik va analitik jarayonlarni bir xil dala robotida integratsiya qilishi.
• Tuproq sirtini tayyorlashdan namuna tahliligacha bo‘lgan keng jarayonni avtomatlashtirishi.
• Robot qo‘lini faqat asbob tashishga emas, namuna tayyorlash jarayoniga ham jalb qilishi.
• O‘lchash ma’lumotlarini joylashuv va vaqt ma’lumotlari bilan birga qayd etishi.
• Modulli ROS2 arxitekturasi yordamida navigatsiya, manipulyatsiya va o‘lchash qurilmalarini umumiy vazifa mantig‘ida birlashtirishi.

Asosiy cheklovlar

• SOC va tuproq nafas olish o‘lchovlarining miqdoriy aniqligi hali etalon usullar bilan tasdiqlanmagan.
• LIBS namunasini tayyorlashdagi zichlik barqarorligi va takrorlanuvchanlik alohida tekshirilmagan.
• Dala tajribalari turli tuproq turlari va ko‘plab atrof-muhit sharoitlarini qamrab olmaydi.
• Mavjud GNSS asosidagi joylashuv santimetr darajasida namuna olish joyini qayta topishni ta’minlamaydi.
• 25 nuqtali ish jarayoni hozirgi holatda uzoq davom etadi.
• Penetratsiya kuchi bevosita o‘lchanmagan, motor toki va mexanizm holati orqali baholangan.
• Manbada maqsadli burg‘ilash chuqurligi, nafas olish halqasi penetratsiyasi va vazifa davomiyligi tavsiflarida izohlanmagan kichik nomuvofiqliklar mavjud.

Manba va Usul Haqida Izoh

To‘liq asl tadqiqot nomi: Design and Integration of Autonomous Robotic Platform for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration

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

Mas’ul muallif: Josip Spudić.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada teng hissa bayonoti mavjud emas.

Muassasalar: 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.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Nashr identifikatori: Actuators 2026, 15, 233.

DOI: 10.3390/act15050233.

Rasmiy nashr havolasi: https://doi.org/10.3390/act15050233

Nashr jarayoni: Qabul qilindi 6 Mart 2026; qayta ko‘rib chiqildi 4 Aprel 2026; qabul qilindi 20 Aprel 2026; chop etildi 23 Aprel 2026.

Manba turi va taqriz holati: Taqrizdan o‘tgan tadqiqot maqolasi. Tadqiqotning asosiy ilmiy xususiyati jismoniy avtonom robotik platformani loyihalash, tizim integratsiyasi va dala ish jarayonini eksperimental tekshirishdir.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: “Collaborative Research on an Innovative Concept for In Situ Measurement of Soil Organic Carbon and Soil Respiration Using Autonomous Robotic Platforms (TerraSpiro)” loyihasi; Yevropa Ittifoqi tomonidan Hırvatistan National Recovery and Resilience Plan doirasida moliyalashtirilgan. Loyiha raqami NPOO.C3.2.R3-I1.04.0077.

Ma’lumotlar mavjudligi: Tadqiqot natijalarini qo‘llab-quvvatlovchi ma’lumotlarni so‘rov asosida mas’ul muallifdan olish mumkinligi bildirilgan.

Etika/rozilik: Tadqiqotda inson yoki hayvon tajribasi bo‘lmagani sababli Institutional Review Board va informed consent bo‘limlari qo‘llanilmaydi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Josip Spudić, Ana Šelek, Matija Rizvan, Ivan Hrabar va Saša Šteković Autegra d.o.o. xodimlari ekani ochiqlangan. Boshqa mualliflar tadqiqot tijoriy yoki moliyaviy manfaat munosabati sifatida talqin qilinishi mumkin bo‘lgan aloqalarsiz olib borilganini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish J.S.; usul B.Đ., I.J., D.J., S.Š. va J.S.; dasturiy ta’minot J.S. va A.Š.; tekshirish J.S., N.P., A.Š. va M.R.; formal tahlil J.S. va S.F.; tadqiqot J.S., I.J., D.J. va S.Š.; resurslar J.S., S.F. va G.V.; ma’lumotlar kuratsiyasi J.S.; ko‘rib chiqish va tahrirlash J.S., A.Š., N.P., G.V., Z.K. va B.Đ.; vizuallashtirish M.R. va A.Š.; maslahat I.H. va Z.K.; loyiha boshqaruvi I.H. va Z.K.; moliyalashtirishni jalb qilish S.Š. tomonidan bajarilgan.

Manba ichidagi nomuvofiqliklar: Nafas olish kamerasi halqasi uchun usul tavsifi taxminan 7 cm penetratsiyani bildiradi, tekshirish grafigi esa taxminan −22 cm da boshlangan tuproq kontaktidan −28 cm yakuniy holatgacha taxminan 6 cm mexanizm siljishini ko‘rsatadi. Burg‘u maqsadi 30 cm deb belgilangan bo‘lsa-da, 19-rasmdagi holat egri chizig‘i taxminan −25 cm atrofida tugaydi; manba bu koordinata ofsetidan kelib chiqadimi-yo‘qmi, izohlamaydi. Bundan tashqari, tuproq nafas olishi yuqori darajadagi vazifa mantig‘ida faqat bir marta bajariladi, ammo taxminan 15 daqiqalik nuqta boshiga vaqt hisobiga nafas olish o‘lchovi ham kiritilib, bu qiymat 25 ga ko‘paytirilib taxminan 375 daqiqa hisoblangan. Ushbu farqlar jimlik bilan tuzatilmagan.

Asosiy ilmiy chegara: Tadqiqot ishlab chiqilgan robot integratsiyalashgan o‘lchash ish jarayonini jismoniy dala sharoitida bajara olishini ko‘rsatadi. Biroq LIBS asosidagi SOC va kamera asosidagi R_s natijalari hali to‘liq kalibrlanmagan va professional laboratoriya/etalon usullari bilan miqdoriy tasdiqlanmagan. Shu sababli tadqiqot hozirgi bosqichda asosan tizim integratsiyasi va ish jarayonini tasdiqlash tadqiqoti sifatida baholanishi kerak.

Ushbu Verianla maqolasidagi ilmiy usul, texnik xususiyat, tajriba natijalari va cheklovlar faqat ko‘rib chiqilgan manba tadqiqotiga asoslangan. Tashqi manbalardan yangi ilmiy topilma yoki ishlash natijasi qo‘shilmagan; tashqi tekshirish faqat bibliografik nashr identifikatori uchun ishlatilgan.