طرح «ساخت و ارزیابی ربات پایشگر مواد مغذی گیاه در گلخانه، مطالعه موردی: گیاه اسفناج»، با حمایت بنیاد ملی ایران در قالب رساله دکتری مریم نداف‌زاده و با راهنمایی احمد بناکار در دانشگاه تربیت مدرس انجام شد.
این ربات با هدف تسهیل در مدیریت هوشمند مصرف مواد مغذی در کشت گلخانه‌ای و افزایش بهره‌وری طراحی شده است و می‌تواند بدون دخالت انسانی، شرایط تغذیه‌ای گیاهان را پایش کرده و میزان عناصر حیاتی مانند آهن را بررسی کند.
مریم نداف‌زاده دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی مکانیک بیوسیستم - طراحی ماشین‌های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس با بیان توضیحاتی درباره این طرح اظهار داشت: امروزه در بخش تولید برخی از محصولات کشاورزی به‌ویژه میوه و سبزیجات، گرایش به شیوه‌های نوین کشت در محیط‌های گلخانه‌ای و دوری از شیوه‌های کم‌بازده و سنتی کشت‌وکار در فضای باز از اهمیت بسزایی برخوردار است. در حقیقت، کشت گلخانه‌ای نسبت به کشت در فضای باز علی‌رغم داشتن هزینه اولیه زیاد و نیاز به مراقبت دائمی سبب افزایش بهره‌وری محصول، کاهش خسارات ناشی از بارندگی، سرما، گرما و حوادث غیرمترقبه، کمک به رشد چرخه اقتصادی محلی و بومی، صرفه‌جویی در مصرف آب و انرژی و زودرسی در بازار سبزی و صیفی‌جات می‌شود.
وی افزود: امروزه بنا به دلایلی از جمله بحران جمعیت، تغییرات آب‌وهوا، بحران آب، بحران انرژی، محیط زیست، کمبود زمین، تولید محصولات کشاورزی در خارج از فصل و اشتغال، موضوع انتقال دادن کشت‌ها خصوصاً سبزی و صیفی‌جات از فضای باز به فضای بسته گلخانه در تمام جهان از اهمیت زیادی برخوردار است.
این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: علاوه بر این، خصوصیات مواد مختلف مورد استفاده به‌عنوان بستر کشت نیز به‌طور مستقیم و غیرمستقیم، بر میزان رشد گیاه و تولید محصول اثر دارد. در همین راستا، تلفیق کشت‌های گلخانه‌ای با فناوری‌های جدید نظیر کشت بدون خاک هیدروپونیک، امکان کنترل هرچه بهتر تغذیه گیاهان را فراهم آورده است.
وی تصریح کرد: از میان محصولات گلخانه‌ای، اسفناج از محبوب‌ترین گیاهان است و یکی از مهم‌ترین سبزی‌های برگی است که متعلق به راسته میخک‌سانان و از دولپه‌ای‌ها بوده و حاوی مقادیر زیادی آهن، ویتأمین‌ها، کاروتنوئیدها، اسیدهای آلی و مواد معدنی قلیایی و همچنین آنتی‌اکسیدان‌ها است.
نداف‌زاده گفت: همان‌طور که پیش از این نیز گفته شد، کشت سبزیجات برگی مانند اسفناج در شرایط گلخانه‌ای به لحاظ ارزش تغذیه‌ای و اقتصادی قابل توصیه است و در حال حاضر به منظور کاشت بسیاری از سبزیجات خارج از فصل رشد یا حتی برای خزانه‌گیری گیاه از گلخانه استفاده می‌شود. به‌طور کلی نظارت بر شرایط رشد محصولات کشاورزی به‌صورت دستی و سنتی، خسته‌کننده و زمان‌بر است و گاهی نبود تجربه کافی سبب ایجاد آسیب و نهایتاً کاهش کیفیت در محصولات مختلف می‌شود.
این پژوهشگر ادامه داد: ارائه راهکاری مناسب و کاربردی با استفاده از ترکیب تکنولوژی‌های جدید و غیرمخرب از جمله پردازش تصویر و رباتیک که توانایی فراهم‌سازی نیازهای مختلف گیاهان را داشته باشد، از اهمیت به‌سزایی برخودار است. بر این اساس، در این پژوهش طراحی و توسعه نوعی سامانه مدیریتی مورد نظر است که بتواند به‌عنوان ابزاری مفید برای تشخیص و تأمین برخی مواد مغذی از جمله عنصر آهن گیاه اسفناج عمل کند. اجرای این پروژه علاوه بر صرفه زمانی می‌تواند سبب نظارت دقیق بر وضعیت هر یک از گیاهان از لحاظ نیاز غذایی عنصر آهن تحت شرایط محیطی مشخص شود.
وی در ادامه یادآور شد: با توجه به هوشمندسازی ربات پیشنهاد شده، تشخیص و میزان مصرف مواد مغذی در گلخانه‌ها یا حتی مزارع به‌صورت مستقل از فرد صورت خواهد گرفت که این مسأله سبب افزایش کارایی مصرف عناصر مغذی به ازای هر هکتار، افزایش کیفی و کمی محصول و نهایتاً امکان زیر کشت بردن زمین‌های بیشتری می‌شود.
نداف‌زاده در پایان خاطر نشان کرد: مدیریت مصرف با تأکید بر اجرای سیاست‌های کلی اصلاح الگوی مصرف و ترویج مصرف کالاهای داخلی همراه با برنامه‌ریزی برای ارتقاء کیفیت و رقابت‌پذیری در تولید از جمله چشم‌اندازهای این پژوهش است.