Навчання маневрувати в аспектах високого ризику сільськогосподарської галузі набуває нового значення для студентів штату Міссісіпі завдяки 3-D віртуальній реальності та технологічній ініціативі університету Future Growers Technology Initiative.
Єдина в своєму роді симульована теплиця, яка наближається до завершення та розроблена завдяки співпраці між коледжами ініціативи, не лише дасть майбутнім фермерам безпечніший найсучасніший інструмент, а й переосмислить час, потрібний для аналізу рослинництво. Проект є партнерством кафедри рослинництва та ґрунтознавства Коледжу сільського господарства та природничих наук МДУ та Центру передових транспортних систем.
Головним дослідником, який фінансується за рахунок федерального гранту, є Амелія Фокс, клінічний професор рослинництва та ґрунтознавства, яка сказала, що на відміну від будь-якої звичайної теплиці в університетському містечку, ця система контрольованих умов у 3-D надасть студентам повний доступ до керування середовищем.
«За допомогою віртуальної реальності ми можемо викладати сільськогосподарське підприємство високого ризику, яке визначається як будь-що, що може призвести до значних втрат — від втрати життя чи кінцівок до втрати продукції, обладнання чи запасів. Від того, як керувати теплицею чи пташником до того, як керувати трактором, віртуальна реальність може допомогти студентам навчитися безпечно орієнтуватися в ситуаціях високого ризику», – сказав Фокс. «Ми хочемо, щоб студенти мали доступ до невдач. Чим більше ви будете знати про невдачу, тим більша ймовірність, що ви зможете її уникнути».
Фокс сказав, що пандемія COVID-19 ще більше продемонструвала потребу в цьому типі технології.
«Одна срібна підкладка пандемії COVID-19 полягає в тому, що вона показала нам, як технології можуть покращити особисте навчання, яке має обмеження», — сказав Фокс.
Деніел Каррут, доцент-дослідник CAVS, сказав, що команда підійшла до прототипу з трьох частин, змоделювавши саму теплицю з налаштуваннями температури, води та поживних речовин, перш ніж розробити панель керування та інтерфейс користувача.
«Мета віртуальної реальності — надати учням доступ до того, до чого вони не обов’язково мають доступ, у швидший спосіб. Завдяки цій системі студенти тепер можуть завершити посадку, вирощування та збір урожаю за кілька годин порівняно з місяцями, які потрібні в реальному світі».
Прототип команди зараз вдосконалюється Pulseworks, LLC, світовим лідером у симуляторах руху. Далі Річард Гаркесс, професор рослинництва та ґрунтознавства, використовуватиме цю технологію у своєму курсі з виробництва тепличних культур, сподіваємося, до наступного осіннього семестру.
Студенти вирощуватимуть шпинат, салат і помідори у віртуальній теплиці від насіння до ринку, встановлюючи контроль навколишнього середовища, а потім перевіряючи, підгодовуючи та поливаючи свої посіви, одночасно усуваючи проблеми з комахами та хворобами тощо. Команда також перевірить ефективність системи, вимірявши, скільки студенти вчаться з неї.
Харкесс сказав, що ця технологія унікально дає можливість студентам отримати практичний досвід маніпулювання елементами управління теплицею, до чого вони не мали доступу до цього моменту.
«Навіть у коледжі студенти не отримують доступу до елементів керування у звичайній теплиці, оскільки одна маленька помилка може вбити велику кількість рослин. У комерційному середовищі ставки ще вищі з потенційною втратою десятків тисяч доларів у виробничому середовищі, якщо буде пошкоджено врожай», – сказав Харкесс. «Хоча кожен із моїх студентів вирощує врожай від насіння до продажу у звичайній теплиці, усе, що вони дізнаються про систему контролю, досі було теоретичним».
Харкесс сказав, що доступ до реальних наслідків у віртуальному середовищі – це те, що його найбільше хвилює в цій технології.
«Студенти зможуть дізнатися тонкощі контролю середовища, включаючи освітлення, охолодження, опалення, затінення тощо. Розвиток цього передового набору навичок, у свою чергу, допомагає їм рости професійно, швидше просуваючись у робочій силі», – сказав він. «Можливість поставити наших студентів у ситуацію, коли вони відповідають за теплицю, де вирощують кілька культур, дає їм реальне уявлення про те, що вони будуть робити, коли вони вийдуть у поле, працюючи у виробничому середовищі».
Проект фінансується трирічним грантом Національного інституту продовольства та сільського господарства Міністерства сільського господарства США, який діє до липня 2022 року, і фінансується ініціативою організації Food and Agriculture Cyberinformatics and Tools (FACT).
Серед співавторів – Крістофер Хадсон, інженер-дослідник CAVS, який реалізує моделі температури та росту рослин для віртуальної теплиці, і Шучіснігдха Деб з Техаського університету в Арлінгтоні, який працює з дослідниками MSU для оцінки дизайну та застосування віртуальної теплиці в класна кімната. Окрім Pulseworks, галузеві партнери включають Wadsworth Control Systems, яка розробляє системи автоматизації теплиць, включаючи клімат-контроль, системи завіс і автоматизацію вентиляційних отворів, і Chore-Time, підрозділ Chore Time Brock, провідного світового дизайнера, виробника та продавця сільськогосподарських систем і рішення.
Щоб дізнатися більше про проект, відвідайте www.futuregrowers.cals.msstate.edu. Щоб дізнатися більше про кафедру рослинництва та ґрунтознавства, відвідайте www.pss.msstate.edu. CAVS доступний онлайн за адресою www.cavs.msstate.edu.