एआई-नियंत्रित फसल काटने वाला बड़े पैमाने पर ऊर्जा स्थिरता के लिए बड़े परिणाम हो सकते हैं

डेनमार्क के टेक्निकल यूनिवर्सिटी में भौतिक विज्ञानी एआई द्वारा नियंत्रित दुनिया का सबसे छोटा फल काटने वाला विकसित किया है, जो केवल कुछ माइक्रोन में एक काटने वाले को सक्षम बनाता है।

DTU भौतिकी में एसोसिएट प्रोफेसर कारे हार्टविग जेन्सेन ने जैव ईंधन, फार्मास्यूटिकल्स और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए फसलों की कटाई, परिवहन और प्रसंस्करण की आवश्यकता को कम करने का प्रयास किया। जो पदार्थ निकाले जाते हैं उन्हें पौधे के उपजात होते हैं, और नई विधि रासायनिक और यांत्रिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता को समाप्त कर देती है।

शोध प्लांट फिजियोलॉजी में प्रकाशित किया गया था।

पौधे के उपजात

पौधे के उपजात में विभिन्न महत्वपूर्ण रसायन होते हैं, और जैसे कि मलेरिया की दवा आर्टेमिसिनिन चिकित्सीय गुणों वाले होते हैं। अन्य जैसे कि प्राकृतिक रबड़ या पेड़ के रस से जैव ईंधन यांत्रिक गुणों वाले होते हैं।

अधिकांश पौधे के उपजात व्यक्तिगत कोशिकाओं में अलग किए जाते हैं, और उपजातों को निकालने की विधि महत्वपूर्ण है क्योंकि प्रक्रिया उत्पाद की शुद्धता और उपज को प्रभावित करती है। निष्कर्षण प्रक्रिया में पीसने, केंद्रापसारक और रासायनिक उपचार शामिल होते हैं, जो प्रदूषण का कारण बनते हैं जो उच्च वित्तीय और पर्यावरणीय प्रसंस्करण लागत का कारण बनते हैं।

“सभी पदार्थ पौधे की व्यक्तिगत कोशिकाओं के अंदर उत्पादित और संग्रहीत किए जाते हैं। वहीं जाना होगा जहां आप शुद्ध सामग्री चाहते हैं। जब आप पूरे पौधे को काटते हैं या फल को शाखाओं से अलग करते हैं, तो आप बहुत सारे ऊतक भी काटते हैं जिनमें आपके द्वारा रुचि रखने वाला पदार्थ नहीं होता है,” कारे हार्टविग जेन्सेन कहते हैं।

“इसमें दो दृष्टिकोण हैं। यदि आप शुद्ध पदार्थ निकालना चाहते हैं, तो आपको कोशिका दर कोशिका करना होगा। और जब आप ऐसा कर सकते हैं, जैसा कि हमने दिखाया है, तो आपको पौधे को काटने की आवश्यकता नहीं है। फिर आप छोटे रोबोट को रख सकते हैं और यह पौधे को नुकसान पहुंचाए बिना काम कर सकता है,” कारे जारी रखते हैं।

वर्तमान में, काटने वाला पौधों और पत्तियों के साथ उपयोग किया जा रहा है, लेकिन टीम इसे भविष्य में बड़े पैमाने पर काम करते हुए देखती है। यदि सब कुछ योजना के अनुसार काम करता है, तो नई दृष्टिकोण एक नए जैव ऊर्जा स्रोत का निर्माण कर सकती है और स्थायी ऊर्जा उत्पादन के एक नए क्षेत्र की स्थापना कर सकती है।

भविष्य में एक संभावित अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी का उपयोग करके पेड़ों से ऊर्जा निकालना हो सकता है।

“उत्तरी कनाडा और रूस के जंगलों में, लगभग 740 अरब पेड़ हैं जो पूरी तरह से अछूते हैं। यह पृथ्वी पर पेड़ों की कुल संख्या का लगभग 25% है। इस प्रौद्योगिकी को विकसित करके, हम पेड़ों से चीनी निकाल सकते हैं और पेड़ों को काटे या नुकसान पहुंचाए बिना जैव ईंधन बना सकते हैं,” कारे बताते हैं।

काटने वाला फल और पत्तियों में 100 माइक्रोन व्यास वाली कोशिकाओं की तलाश करता है, और सुई का शीर्ष लगभग 10 माइक्रोन व्यास का होता है।

मैग्नस वाल्डेमार पालुदान डीटीयू भौतिकी में एक पीएचडी छात्र है जिसने छवि विश्लेषण, छवि मान्यता और रोबोट नियंत्रण की प्रणाली बनाई है।

“यह सभी एक माइक्रोस्कोप कैमरे के साथ किया जाता है। शुरू करने के लिए, मैंने माइक्रोस्कोपी छवियों पर पिक्सल मैन्युअल रूप से चिह्नित किए जो रोबोट द्वारा काटे जाने वाले कोशिकाओं को दिखाते हैं। यह जानकारी एक कंप्यूटर को प्रशिक्षित करने के लिए उपयोग की जा सकती है ताकि वह नई छवियों में समान कोशिकाओं को पहचान सके,” मैग्नस कहते हैं।

एआई और मशीन लर्निंग

नई प्रौद्योगिकी मशीन लर्निंग और गूगलनेट प्री-एक्सिस्टिंग न्यूरल नेटवर्क पर निर्भर करती है। नेटवर्क माइक्रोस्कोपिक संरचनाओं को पहचानने और उन्नत छवि विश्लेषण करने में सक्षम है।

“हमने ट्रांसफर लर्निंग नामक एक तकनीक का उपयोग किया, जहां आप मौजूदा न्यूरल नेटवर्क की विभिन्न वस्तुओं को एक छवि में पहचानने की क्षमता का उपयोग करते हैं। कंप्यूटर को नए छवियों के साथ मैन्युअल रूप से चिह्नित कोशिकाओं को दिखाकर, हम नेटवर्क के पैरामीटर को समायोजित करने में सफल रहे ताकि यह माइक्रोस्कोपिक मेटाबोलाइट-रिच कोशिकाओं को पहचान सके,” मैग्नस कहते हैं।

“काटने वाला तब जा सकता है और माइक्रोस्कोप कैमरे के साथ पत्ती की तस्वीर ले सकता है, इसे सॉफ्टवेयर के माध्यम से चला सकता है और उन कोशिकाओं को पहचान सकता है जिन्हें यह काटना है। इसके बाद, यह माइक्रोरोबोट का उपयोग करके स्वचालित रूप से रसायनों को निकाल सकता है, जबकि पौधे का बाकी हिस्सा परेशान नहीं होता है,” मैग्नस बताते हैं।