با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران
نوع مقاله: مقاله پژوهشی انگلیسی
مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامانه جدید اعمال میدان مغناطیسی به بذر محصولات کشاورزی – مطالعه موردی بذر پیاز

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 1-10

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.76370

سعید رضایی، مجید دولتی، روزبه عباس زاده

چکیده استفاده از روش‌های غیرشیمیایی یکی از راهکارهای بهبود جوانه‌زنی بذر به‌شمار می‌رود. به‌منظور بررسی اثر اعمال میدان مغناطیسی بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه پیاز، یک سامانه‌ی میدان مغناطیسی چهار قطبی طراحی و ساخته شد و با سامانه دوقطبی مورد مقایسه قرار گرفت. در سامانه چهارقطبی، هر یک از چهار کلاف سیم پیچ شامل سه‌لایه سیم‌پیچ و یک هسته فلزی است که هسته قابلیت حرکت در درون سیم‌پیچ را دارد. این قابلیت باعث تغییر شدت میدان مغناطیسی، علاوه بر تغییر از طریق تغییر جریان ورودی، خواهد شد. دو آزمایش مستقل با دو سامانه‌ی میدان مغناطیسی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل نوع سامانه (دو قطبی و چهار قطبی)، شدت میدان مغناطیسی (75، 150، 300 و 600 میکروتسلا) و مدت زمان اعمال میدان (15، 30، 60 و 120 دقیقه) بود. شاخص‌های مورد بررسی عبارت بودند از: درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی، شاخص بنیه، طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه، وزن تر ساقه‌چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن تر گیاهچه، وزن خشک ریشه‌چه و وزن خشک ساقه‌چه. به‌طور کلی نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر روی شاخص‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه پیاز تاثیر معنی‌دار داشته و سامانه چهارقطبی نبست به سامانه دوقطبی در بیشتر شاخص‌های مورد مطالعه عملکرد بهتری داشته است. در مورد غالب صفات (به‌جز وزن)، افزایش شدت میدان، منجر به کاهش صفات شد. سیستم چهارقطبی که میدان مغناطیسی 600 میکروتسلایی را به مدت 15 دقیقه به بذر اعمال کرد، باعث افزایش 63 درصدی وزن گیاهچه گردید. غالب صفات جوانه‌زنی تحت تأثیر مدت زمان اعمال میدان به بذر قرار نگرفتند. به هرحال بررسی‌های بیشتر در خصوص مدت زمان اعمال میدان نسبت به زمان اعمال شده در این مطالعه ضروری است.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

ناوبری ربات متحرک گلخانه با استفاده از کدگذاری چرخش چرخ و الگوریتم یادگیری

دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 1-15

https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.80722

احمد حیدری، جعفر امیری پریان

چکیده وجود کارهای تکراری، سخت و طاقت‌فرسا و بعضاً خطرناک در محیط گلخانه هم‌چون سم‌پاشی و برداشت، استفاده از ربات را در گلخانه ضروری نموده است. ساختار مکانیکی و الگوریتم ناوبری دو فاکتور مهم در طراحی و ساخت ربات‌های گلخانه می‌باشند. در این پروژه یک ربات متحرک گلخانه چهار چرخ محرک با فرمان‌گیری دیفرانسیلی طراحی و ساخته شد. سپس ناوبری ربات در سطوح با جنس‌های مختلف و نیز محیط گلخانه واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوریتم ناوبری ربات بر اساس یادگیری مسیر بود بدین صورت که ابتدا مسیر مورد نظر با استفاده از کنترل راه دور بر اساس پالس ارسالی از اینکودرهای چرخ، در حافظه ربات ذخیره می‌شد سپس ربات به‌صورت خودکار این مسیر را طی می‌کرد. دقت ناوبری ربات در سطوح با جنس‌های مختلف (سرامیک، بتون، خاک متراکم و خاک نرم) در مسیر مستقیم به طول 20 متر و مسیر مربع شکل 4×4 متر مورد آزمایش قرار گرفت. هم‌چنین دقت ناوبری ربات در محیط گلخانه ارزیابی شد. مقدار انحراف ربات با استفاده از شاخص‌های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و انحراف معیار (SD) محاسبه شدند. نتایج نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطای انحراف ربات در حالت خودکار نسبت به روش دستی در مسیر مستقیم به طول 20 متر در سطوح سرامیکی، سیمانی، خاک متراکم و خاک نرم به‌ترتیب 4.3، 2.8، 4.6 و 8 سانتی‌متر و در مسیر مربع شکل4×4 متر، 6.6، 5.5، 13.1 و 47.1 سانتی‌متر به‌دست آمد.

مهندسی سازه و مواد برای سامانه‌های کشاورزی

مقایسه عملکرد تیغه کامپوزیت پلیمر تقویت شده با الیاف (FRP) با تیغه فولادی مورد استفاده در گاوآهن قلمی

دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 1-19

https://doi.org/10.22067/jam.v12i1.81980

محمد رحمتیان، سید حسین کار پرورفرد، محمد امین نعمت اللهی، احمد شریفی مالواجردی

چکیده در سراسر دنیا، کشاورزان ادوات مختلفی را برای خاک‌ورزی انتخاب می‌کنند که این به نوع محصول، نوع خاک، میزان باقی‌مانده گیاه از محصول قبلی و غیره بستگی دارد. انتخاب ابزار خاک‌ورزی نیز تحت تأثیر در دسترس بودن ابزارآلات، توان مصرفی، هزینه‌های کارگری و سرمایه‌های موجود است. در این تحقیق، نیروی کششی، سطح مقطع به‌هم خوردگی خاک، شاخص مخروط خاک و مصرف سوخت در نظر گرفته شد. اثرات زاویه حمله، سرعت پیشروی و رطوبت خاک بر پارامترهای نام برده بررسی شد. در این تحقیق، مقایسه‌ای بین عملکرد تیغه کامپوزیت پلیمر تقویت شده با الیاف (FRP) و تیغه فولادی معمولی انجام شد. آزمایش‌ها بر اساس آزمایش کرت‌های دو بار خرد شده بر پایه‌ی طرح کاملاً تصادفی، انجام شد. عوامل رطوبت خاک، زاویه حمله و سرعت پیشروی در سه سطح گنجانده شد. سه سطح برای رطوبت خاک (9.3، 13، 16.7%)، زاویه حمله (20، 30، 40 درجه) و سرعت پیشروی (3، 5، 7 کیلومتر در ساعت) در نظر گرفته شد. تیغه کامپوزیت FRP به‌طور متوسط در محدوده مورد نظر برای متغیرها باعث کاهش نیروی کششی، مصرف سوخت و شاخص مخروط خاک به‌ترتیب 14.97%، 16.63% و 35.08% نسبت به تیغه فولادی شده است. همچنین، سطح به‌هم خوردگی خاک ایجاد شده توسط تیغه کامپوزیت FRP،4.93% بیشتر از تیغه فولادی بود. با توجه به نتایج این مطالعه، مشخص است که تیغه کامپوزیت FRP عملکرد بهتری نسبت به تیغه فولادی معمولی برای متغیرهای آزمون فوق دارد. با توجه به این‌که کامپوزیت FRP از فولاد ارزان‌تر است، این امر منجر به صرفه‌جویی قابل‌توجهی در تولید تیغه کامپوزیت FRP مورد استفاده در گاوآهن چیزل و ابزارهای خاک‌ورزی مرکب می‌شود که از نظر اقتصادی برای کشاورز و تولیدکننده مقرون به صرفه است.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

تجزیه و تحلیل ریاضی برای پیش‌بینی عملکرد ماشین حفاری ترانشه (کانال‌کن) چرخ‌دار

دوره 13، شماره 1، بهار 1402، صفحه 1-13

https://doi.org/10.22067/jam.2021.71081.1049

محمد غنیمی، منیر مورکاس، عبداله بدر

چکیده در این مطالعه تحلیلی ریاضی برای تخمین میزان عملکرد ماشین ترانشه‌برداری نوع چرخ‌دار صورت گرفت. این تجزیه و تحلیل ریاضی نهایتا منجر به یک معادله شد و این معادله ریاضی در شرایط عملیاتی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه عملی عملکرد دستگاه نشان داد که انحراف کارکرد نظری با استفاده از فرمول ریاضی از کارکرد واقعی برای عمق ترانشه 60.4 و 90.5 سانتی‌متر به‌ترتیب 5 تا 7 درصد بود. همچنین راندمان مزرعه‌ای این نوع ماشین نیز 43 و 50.1 درصد به‌ترتیب برای عمق ترانشه 90.5 و 60.4 سانتی‌متر بود.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

مقایسه روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و زبان الکترونیکی برای ارزیابی تقلب در آبلیمو

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 1-24

https://doi.org/10.22067/jam.2023.83040.1173

قاسم بهرامی، محمدحسین آق خانی، محمودرضا گلزاریان، بهجت دیمی نیت

چکیده در تحقیق حاضر با استفاده از دو روش الکتروشیمیایی ولتامتریک چرخه‌ای و زبان الکترونیک، میزان تقلب در آبلیمو مورد بررسی قرار گرفت. میزان اسید سیتریک در آبلیمو به‌عنوان یک معیار مورد پذیرش در آزمایشگاه‌ها به‌منظور بررسی تقلب در آبلیمو مورد استفاده قرار می‌گیرد، ابتدا با استفاده از دستگاه پتانسیو استات و روش چرخه‌ای ولتامتری، میزان غلظت آن بررسی شد. از الکترودهای گلسی‌کربن، گرافیت، طلا، گلسی‌کربن اصلاح‌شده توسط ذرات نانو لوله‌ی کربن و نانو ذرات طلا، استفاده شد. نوع بافر و میزان pH تغییر داده شد. نتایج نشان داد که رفتار الکتروشیمیایی اسید سیتریک بسیار پایین می‌باشد و با این روش، نمی‌توان رفتار آن را بررسی کرد. در بخش دوم، سیستم زبان الکترونیکی قابل‌حمل (e-tongue) ارزیابی شد. هشت نمونه سطوح تقلب در آبلیمو (0، 5، 10، 20، 40، 70، 95 و 100 درصد ناخالصی) ایجاد گردید. مدل‌های بدون نظارت شامل تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی (HCA) و مدل‌های نظارت‌شده شامل شبکه‌های عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) و ماشین بردار پشتیبانی (SVM) استفاده شد. بر اساس نتایج، اثر انگشت PCA تمایز خوبی بین سطوح تقلب نشان داد. این موضوع توسط HCA نیز تایید گردید. نتایج روش‌های نظارت شده نشان داد که عملکرد مدل MLP برای پیش‌بینی سطوح تقلب بهتر از مدل SVM با میزان موفقیت 99.33 درصد و ضرایب همبستگی بالا R2=0.9973 و RMSE=0.09 بود. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم می‌تواند به‌عنوان یک سیستم کنترل کیفیت طعم مورد استفاده قرار گیرد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

بررسی پتانسیل مدل نوآورانه YOLOv8s در شناسایی گل‌های محمدی شکفته در مزرعه روباز

دوره 15، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 275-289

https://doi.org/10.22067/jam.2024.88066.1249

فرهاد فاتحی، حسین باقرپور، جعفر امیری پریان

چکیده چیدن دستی گل‌های محمدی به دلیل وجود خارهای زیاد روی ساقه‌های آن بسیار دشوار است. بنابراین تشخیص بی‌درنگ گل محمدی شکفته در مزارع روباز برای طراحی یک ربات به‌‌منظور برداشت خودکار این گل ضروری است. با توجه به سرعت بالا و دقت مناسب شبکه‌های عصبی کانولوشن عمیق (DCNN)، هدف از این مطالعه بررسی پتانسیل مدل بهینه‌شده YOLOv8s در تشخیص گل‌های محمدی شکفته است. به‌‌منظور ارزیابی اندازه مدل YOLO بر عملکرد مدل، دقت و سرعت تشخیص نسخه‌های دیگر مدل YOLO ازجمله v5s و v6s نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای رسیدن به این هدف، تصاویر گل‌های محمدی تحت شرایط نور عادی (از سپیده‌دم تا طلوع آفتاب) و شرایط نور شدید (از طلوع آفتاب تا ۱۰ صبح) تهیه شدند. نتایج ارزیابی نشان داد که مدل YOLOv8s با میانگین متوسط دقت(mAP50)  و سرعت شناسایی به‌ترتیب %98 و 243.9 فریم در ثانیه (fps) بهترین عملکرد را به نمایش گذاشت و در مقایسه با مدل‌های YOLOv5s و YOLOv6s مقدار mAP50 آن به‌ترتیب 0.3% و 6.1%، و مقدار سرعت تشخیص آن به‌ترتیب fps 169.3 و fps 198.6 بیشتر بود. نتایج تجربی نشان می‌دهد که YOLOv8s در تصاویر گرفته‌شده در نور عادی عملکرد بهتری نسبت به تصاویر گرفته‌شده در نور شدید دارد. کاهش 2.5% در مقدار mAP50 و 2.4% در سرعت تشخیص نشان‌دهنده تأثیر منفی نور شدید محیطی بر اثر بخشی مدل است. این تحقیق نشان می‌دهد که مدل YOLOv8s یک راه‌حل قابل‌قبول برای تشخیص بی‌درنگ گل محمدی فراهم می‌کند و راهنمای خوبی برای تشخیص سایر گیاهان مشابه است.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

تخمینگر گشتاور و مقاومت کششی روتیواتور چرخش معکوس جدید

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 11-21

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.71744

ایمان احمدی، محسن بیگی

چکیده هدف از پژوهش حاضر طراحی، ساخت و ارزیابی یک نمونه جدید از روتیواتور چرخش معکوس، همچنین توسعه فرمول‌های صحیح برای تخمین نیازهای گشتاوری و نیرویی آن با استفاده از قوانین مکانیک کلاسیک است. به‌منظور تایید مدل، نمونه اولیه دستگاه مورد آزمون قرار گرفت. فرض شد که چهار فرآیند در ایجاد گشتاور مورد نیاز ماشین دخالت دارند که عبارتند از: برش خاک، بالا برده شدن خاک، اصطکاک بین خاک و فلز و سرعت خاک. از سوی دیگر فرض گردید که مؤلفه افقی نیروی برش و اصطکاک بین خاک و فلز در ایجاد مقاومت کششی مورد نیاز ماشین نقش دارند. بر مبنای این فرض‌ها، فرمول‌های ریاضی برای تخمین نیازهای گشتاوری و مقاومت کششی ماشین توسعه داده شد. برای تسهیل در انجام محاسبات، فرمول‌ها وارد نرم‌افزار اکسل شد. بر مبنای نتایج این پژوهش مقاومت کششی و گشتاور متوسط اندازه‌گیری شده برای خاک‎ورزی خاک دارای بافت لوم رسی سیلت‌دار به‌ترتیب برابر با 8/16 نیوتن و 8/12 نیوتن‌متر به‌دست آمد. به‌علاوه مقاومت کششی و گشتاور متوسط تخمین زده شده به‌ترتیب برابر با 13 نیوتن و 8/11 نیوتن‌متر به‌دست آمد. شباهت مقادیر تخمین زده شده به مقادیر اندازه‌گیری شده بیانگر صحت فرمول‌های توسعه‌یافته در این پژوهش می‌باشد.

مهندسی سازه و مواد برای سامانه‌های کشاورزی

بررسی سایش بوش سیلندر در تراکتورهای کشاورزی

دوره 13، شماره 1، بهار 1402، صفحه 15-25

https://doi.org/10.22067/jam.2022.72790.1066

رسول خدابخشیان، رضا باغبانی

چکیده در این تحقیق کاربرد ارزیابی‌های دقیق و اصولی یک دستگاه ابزار اندازه‌گیری به نام فرم تستر در تعیین و تشخیص پدیده سایش در بوش سیلندر تراکتورهای کشاورزی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از بوش سیلندر موتور پرکنیز 4.248 مربوط به تراکتور مسی-فرگوسن 285 تولیدی شرکت کیهان صنعت قائم استفاده گردید. پارامترهای هندسی اندازه‌گیری‌شده شامل گردی، تلرانس راستی و هم‌مرکزی سطح داخلی بوش سیلندر بود. ارزیابی‌های میزان گردی و هم‌مرکزی بوش سیلندر در 12 موقعیت دایره‌ای با فواصل طولی یکسان صورت گرفت. تعیین تلرانس راستی مورد اندازه‌گیری نیز در 5 خط با فواصل طولی یکسان به‌صورت 90 درجه پیرامون محیط بوش سیلندر صورت گرفت. نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌ها به‌منظور بررسی و ارزیابی وضعیت موتور در طول مسیر عملکردی پیستون در درون بوش سیلندر آن مورد بحث، بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. وضعیت شدت انحرافات پارامترهای مورد مطالعه نشان‌دهنده وقوع میزان سایش قابل‌توجه در درون بوش سیلندر بود. به‌طوری‌که میزان سایش در مقاطع عرضی در نقاط مرگ بالا و پایین به مراتب بیشتر از میزان سایش صورت گرفته در همان مقطع عرضی در مجاورت نقطه وسط مسیر حرکت پیستون در درون سیلندر و همچنین مقاطع عرضی در مجاورت نقطه مرگ بالا بود. نتایج این بررسی به نوبه خود بازخوردهایی برای طراحان موتور در هنگام اعمال تغییرات مختلف در موتور و هم برای مهندسان نگهداری و تعمیرات به‌منظور اجرای صحیح نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و پیش‌بینانه را فراهم می‌آورد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

تبیین معادله عددی به‌منظور پیش‌بینی دبی خروجی بذر ذرت در موزع‌های غلتکی شیاردار

دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 17-27

https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.79992

حسین بلانیان، سید حسین کار پرورفرد، امین موسوی خانقاه، محمد حسین رئوفت، هادی عظیمی نژادیان

چکیده در این پژوهش از یک روش جدید به‌منظور پیش‌بینی دبی خروجی بذر ذرت در دقیق‌کارها استفاده شد. بدین منظور 9 عدد موزع با سه سطح تعداد شیار (4، 5 و 6 شیار) و سه سطح زاویه دهانه شیار (23، 25 و 27 درجه) در چهار سطح سرعت دورانی (40، 52، 63 و 78 دور بر دقیقه) مورد استفاده قرار گرفتند. سرعت پیشروی تسمه آغشته به گریس به‌طور مداوم 3.5 کیلومتر برساعت در نظر گرفته شد. تمامی آزمایش‌ها در سه تکرار انجام شدند. ذرت به‌عنوان یک ماده ریزدانه دارای اندازه‌های نزدیک به یکدیگر بودند. میانگین دبی خروجی بذور در مقابل سرعت دورانی محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصله، تغییر زاویه دهانه شیار، تعداد دهانه شیار، سرعت دورانی و اثر دوگانه آن‌ها در سطح احتمال یک درصد بر میزان دبی خروجی بذور تأثیر معنی‌داری داشت. بر اساس روش مدل‌سازی آنالیز ابعادی و سطح پاسخ، داده‌ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. میزان خطای استاندارد برای روش آنالیز ابعادی و سطح پاسخ به‌ترتیب برابر با  (mm3.s-1)13.68 و  (mm3.s-1)59.475 محاسبه گردید. مدل حاصل از آنالیز ابعادی نسبت به مدل حاصل از روش سطح پاسخ به مقادیر به‌دست آمده از آزمایش‌ها نزدیک‌تر بود، بنابراین به‌منظور پیش‌بینی دبی خروجی بذور، مدل به‌دست آمده از روش آنالیز ابعادی پیشنهاد شد.

سامانه‌های انسان‌محور و ایمنی

مقایسه فشارهای فیزیولوژیکی انسانی در دو روش مکانیزه شیردوشی گاو شیری با تأکید بر محیط کار و گرانش زمین

دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 21-32

https://doi.org/10.22067/jam.2020.58607.0

عبداله حیاتی، افشین مرزبان، محمدامین آسودار

چکیده با وجود توسعه مکانیزاسیون دامداری‌های گاو شیری، هنوز هم فعالیت‌های شیردوشی همراه با فشارهای کاری سنگین می‌باشد که باعث بروز فشارهای فیزیولوژیکی روی نیروی کار می‌شود. در این مطالعه نقش نیروی گرانش در ارتباط بین حمل بار و فشارهای فیزیولوژیکی در وظایف کاری دو سیستم عمده شیردوشی گاو شیری شامل شیردوشی در جایگاه‌های استانشیون و سالن‌های تاندم مورد بررسی قرار گرفت. این دو روش به‌طور مشابه شامل سه وظیفه کاری شستن پستان‌های گاو، وصل کردن خرچنگی شیردوش و جداکردن آن بود. انرژی مصرفی انسانی برآورد شد و راستای حمل بار در مقایسه با نیروی گرانش مورد ملاحظه قرار گرفت. بیست و چهار کارگر در این مطالعه شرکت کردند. بالاترین ضربان قلب (107 ضربه بر دقیقه) و بالاترین میزان مصرف انرژی انسانی (33.5 کیلوژول بر دقیقه) برای وظیفه کاری وصل کردن خرچنگی شیردوش در روش شیردوشی در سالن‌های تاندم گزارش شد. در کل، این روش در مقایسه با روش شیردوشی استانشیون باعث اعمال فشارهای فیزیولوژیکی بالاتری شد و نسبت بالاتری از حمل بارهایی که در این روش استفاده شد در خلاف جهت گرانش بود. با توسعه مکانیزاسیون دامداری‌های گاو شیری از ایستگاه‌های استانشیون به سمت سالن‌های تاندم، کارگران شیردوشی به سمت اعمال نیروهای بیشتری در خلاف جهت نیروی گرانشی سوق داده می‌شوند که این باعث بالا رفتن فشارهای فیزیولوژی وارد بر کارگر می‌شود. در توسعه مکانیزاسیون دامداری‌های گاو شیری نه تنها می‌بایست بهبود سرعت کار و عملکرد را مد نظر قرار داد بلکه باید شرایط را به گونه‌ای فراهم کرد که باعث کمتر شدن استفاده از توان فیزیکی نیروی کار شود.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

بهره‌گیری از مدل یادگیری عمیق مبتنی بر شبکه YOLO برای تشخیص و مکان‌یابی بیماری‌‌های برگ درخت به

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 25-37

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89407.1277

امین نادری بنی، حسین باقرپور، جعفر امیری پریان

چکیده توسعه یک سیستم هوشمند دقیق و قابل‌اعتماد برای مدیریت بیماری‌های برگ درختان برای کشاورزان بسیار ضروری است. این مطالعه با هدف توسعه یک راهکار مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی بیماری‌های برگ درختان به، با استفاده از یک مدل پیشرفته و تک‌مرحله‌ای تشخیص اشیاء به نام YOLO انجام شده است. تصاویر بیماری‌های مختلف برگ این درخت از منابع متعدد، شامل مراکز تحقیقاتی کشاورزی استان اصفهان، وب‌سایت‌های مرتبط و پژوهشگران گردآوری شده است. در این پژوهش، از رویکرد یادگیری انتقالی برای ارزیابی عملکرد سه مدل شناخته‌شده YOLO شامل YOLOv5m، YOLOv7 و YOLOv8m استفاده شد. ارزیابی و مقایسه مدل‌های مورد بررسی بر اساس شاخص‌های آماری مانند دقت (Precision)، بازخوانی (Recall)، امتیاز F1 انجام گرفت. نتایج نشان داد که دقت مدل‌های YOLOv5m، YOLOv7 و YOLOv8m به‌ترتیب 78%، 83% و 87% بوده است. نتایج تجربی نشان داد که مدل YOLOv8m توانایی قابل‌توجهی در شناسایی بیماری‌های برگ درختان به دارد. علاوه بر این، مقایسه مدل‌ها نشان داد که مدل YOLOv8m با امتیازات 0.87 برای دقت، 0.66 برای بازخوانی، 0.69 برای امتیاز F1 و 0.67 برای میانگین دقت، عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌های بررسی‌شده دارد. بر اساس نتایج کلی این پژوهش، مدل YOLOv8m آموزش‌دیده در این مطالعه می‌تواند به‌عنوان ابزاری تخصصی برای این محصول خاص معرفی شود. بنابراین، مدل توسعه‌یافته در این مطالعه که به‌طور ویژه برای بیماری‌های برگ درخت به طراحی شده است، می‌تواند در نرم‌افزارهای تشخیصی بیماری برگ درختان ادغام شود. چنین نرم‌افزارهایی می‌توانند به کشاورزان در تشخیص دقیق بیماری‌ها کمک کرده و در نهایت زیان‌های اقتصادی را کاهش دهند.

مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

تأثیر ویژگی‌های مزرعه بر عملکرد بذرکار پنوماتیک: مطالعه موردی در اریتره

دوره 15، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 291-304

https://doi.org/10.22067/jam.2024.89995.1286

تِسفیت مدهن، الکساندر لوشین، سایمون تکلای

چکیده استفاده کارآمد از ماشین‌های کشاورزی به‌طور قابل‌توجهی کمیت و کیفیت عملیات زراعی را بهبود می‌بخشد؛ بنابراین، بهینه‌سازی سرعت و زمان عملیات زراعی ضروری است. عواملی مانند شکل هندسی مزرعه و زبری (زمختی) سطح خاک (SSR) به‌طور قابل‌توجهی بر عملکرد بذرکار تأثیر می‌گذارند. هدف این تحقیق، ارزیابی چگونگی تأثیر این عوامل کلیدی بر عملکرد بذرکار بود: (1) اندازه و شکل مزرعه و (2) اثرات متقابل سرعت کارنده و زبری سطح خاک (SSR). شاخص‌های عملکردی، ظرفیت مزرعه‌ای مؤثر (Feff)، کارایی (η)و سرعت متوسط کارنده (va)، با استفاده از نرم‌افزار SAS تحلیل شدند. شاخص‌های تحدب(Icon)  و درجه مستطیل‌شکل بودن (IR) هر قطعه با استفاده از ابزار مدیریت داده حداقل هندسه محصور ArcGIS محاسبه شد، در حالی‌که انحراف استاندارد ارتفاع (σe) با استفاده از پایتون محاسبه شد. مقادیر به‌دست‌آمده برای Feff، η و va به‌ مقدار زیادی متغیر بودند و به‌ترتیب با مقادیر در محدوده 2/10 تا 1/3 هکتار در ساعت، 30% تا 7/65% و 2/5 تا 17 کیلومتر در ساعت به‌دست آمد. شاخص قابلیت پردازش va (Cpk) 0.22 نشان‌دهنده‌ی چالش قابل‌توجهی در تحقق محدودیت‌های تعیین‌شده است. با افزایش طول مسیر قطعه، ظرفیت مزرعه‌ای مؤثر نیز افزایش یافت (42%=R2)، در حالی‌که با افزایش نسبت محیط به مساحت (P/A) کاهش یافت (51%=R2). علاوه بر این، با افزایش شاخص‌های Icon و IR ظرفیت مزرعه‌ای مؤثر روند افزایشی نشان داد، در حالی‌که با افزایش ضریب فشردگی (Icom) و شاخص مربعی (Isp) کاهش یافت؛ اگرچه این روابط از نظر آماری معنادار نبودند. سطوح بالاتر زبری عموماً منجر به کاهش η می‌شدند. علاوه بر این، کارکرد بذرکار با سرعت بالاتر در زمین ناهموار منجر به کاهش قابل‌توجهی در کارایی شد. بنابراین، طراحی مجدد قطعات زمین برای به حداقل رساندن دشواری‌های مرزی آن‌ها، از بین بردن ناهنجاری‌های توپوگرافی و اجرای رویه‌های پیش‌کاشت ویژه هر قطعه، به‌طور قابل‌توجهی عملکرد بذرکار را بهبود خواهد بخشید.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

امکان‌سنجی پایش عملکرد یک کارنده‌ی اصلاح شده در سیستم کشاورزی حفاظتی با استفاده از تصاویر هواپیماهای بدون سرنشین

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 23-35

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.71498

زهرا کاوسی، محمد حسین رئوفت

چکیده در این مقاله، عملکرد یک کارنده کشت مستقیم ذرت در زمین پوشیده از بقایای گندم (سه سطح پوشش بقایای 30، 45 و60 درصد، دو طرح کاشت روی پشته و داخل جوی، سرعت کاشت 4 و 8 کیلومتر بر ساعت) از طریق مشاهدات زمینی و هوایی ارزیابی شد. هدف از این مطالعه بررسی توانایی تصاویر گرفته شده توسط پرنده‌ی بدون سرنشین برای تشخیص فواصل بین بوته‌های ذرت و در نتیجه ارزیابی کیفیت عملکرد کارنده بود. داده‌های جمع‌آوری شده از زمین و تصاویر هوایی برای محاسبه شاخص‌های استقرار بذر شامل شاخص‌های چندتایی، نکاشت، کیفیت تغذیه، دقت و همچنین شاخص سرعت جوانه‌زنی برای هر پلات، استفاده شد. تصاویر اخذ شده از ارتفاع 10 متری (5/4 میلی‌متر بر پیکسل) نتایج خوبی با توجه به اهداف ما داشت. نتایج نشان داد که همبستگی قابل قبولی (ضریب همبستگی بین 94/0 تا 98/0) میان داده‌های زمینی و هوایی فاصله بین بوته‌های ذرت وجود دارد و می‌توان نتیجه گرفت که تصویربرداری هوایی انتخاب مناسبی برای ارزیابی استقرار بذر و تخمین سرعت جوانه‌زنی می‌باشد. داده‌های تصاویر هوایی مقادیر شاخص های کیفیت تغذیه و دقت را کمتر و مقادیر شاخص نکاشت را بیشتر از نتایج داده‌های زمینی تخمین زد و نتوانست داده‌های لازم برای محاسبه شاخص چندتایی را به‌دلیل دقت پایین تصاویر، حضور علف‌های هرز مابین ردیف محصول و هم‌پوشانی برگ‌ها فراهم کند.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

شناسایی میوه خیار در تصاویر گیاه به کمک شبکه عصبی مصنوعی

دوره 13، شماره 1، بهار 1402، صفحه 27-39

https://doi.org/10.22067/jam.2022.73827.1077

داود محمدزمانی، سید محمد جاویدان، معین زند، محمد رسولی

چکیده در این مطالعه، یک رویکرد شبکه عصبی برای تعیین محل دقیق میوه خیار بر روی تصاویر گلخانه‌ای پیشنهاد شده است. برای این منظور پس از متعادل کردن هیستوگرام روشنایی تصویر مورد نظر، تصویر را با پنجره‌ای حاوی تصویر میوه خیار ضرب می‌کند که باعث می‌شود در مناطق مشکوک به خیار ضرایب بزرگ‌تری به‌دست آید. با استخراج این حداکثرهای محلی، خوشه‌هایی از نقاط اولیه به‌عنوان پنجره‌های احتمالی وجود خیار به‌دست می‌آید. سپس برای تشخیص دقیق محل قرارگیری خیارها، این نقاط و نواحی اطراف آن‌ها به یک شبکه عصبی که با استفاده از تعدادی تصویر شامل تصاویر خیار، تصاویر غیر خیار و پاسخ بهینه آن‌ها آموزش داده شده است، ارجاع داده می‌شود. مناطق به‌دست‌آمده از این شبکه منجر به تشخیص دقیق محل خیارها در تصویر شد. روش پیشنهادی در جعبه ابزار Simulink نرم‌افزار متلب پیاده‌سازی شد. سپس روش پیشنهادی با استفاده از این ساختار شبکه شبیه‌سازی شد و بر روی 120 تصویر به‌دست‌آمده از یک گلخانه توسط دوربین دیجیتال آزمایش شد. این روش خطای پایینی داشت و توانست نرخ بالایی را در زمان مناسب میوه‌های خیار در تصاویر کشف‌شده تشخیص دهد.

آموزش، استانداردها و روش‌شناسی‌ها در مهندسی کشاورزی

بررسی روش‌های متعادل‌سازی هیستوگرام و آستانه‌گیری برای بخش‌بندی گل محمدی در تصاویر رنگی

دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 29-42

https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.82330

آرمین کهن، سعید مینایی

چکیده به‌منظور افزایش دقت بخش‌بندی تصاویر گل محمدی، چند روش متعادل‌سازی هیستوگرام برای بهبود کیفیت تصاویر رنگی این گل‌ها و چند روش آستانه‌گیری برای بخش‌بندی گل‌های مذکور در تصویر، مورد بررسی قرار گرفت. قابل ذکر است که تصویربرداری در فضای باز و ساعات مختلف روز و شرایط متفاوتی از شدت نور انجام گرفت. برای بررسی دقیق‌تر، یک آزمایش فاکتوریل در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با دو عامل روش متعادل‌سازی هیستوگرام، در 8 سطح و روش آستانه‌گیری، در 15 سطح به‌کار گرفته شد. روش‌های متعادل‌سازی هیستوگرام عبارت بودند از: CHE, BBHE, BHEPL-D, DQHEPL, DSIHE, RMSHE, RSIHE و تیمار شاهد بدون متعادل‌سازی هیستوگرام (NHE). همچنین روش‌های آستانه‌گیری عبارت بودند از: Huang, Intermodes, Isodata, Li, maximum entropy, mean, minimum, moments, Otsu, percentile, Renyi’s entropy, Shanbhag, Yen, constant  و global basic thresholding method. تاثیر این دو عامل بر خصوصیات تصویر بخش‌بندی شده از قبیل: درصد سطوحی که به اشتباه بخش‌بندی شده‌اند (PISA)، درصد هم‌پوشانی سطوح (POA)، درصد سطوحی که تشخیص داده نشده‌اند (PUA) و درصد سطوح تشخیص داده شده گل‌ها (PDF) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه روش‌های متعادل‌سازی هیستوگرام نشان داد که DQHEPL و NHE پایین‌ترین میزان PUA (به‌ترتیب 11.13% و 8.32%)، بالاترین POA (به‌ترتیب 89.35% و 92.07%) و بالاترین PDF (به‌ترتیب 61.88% و 64.94%) را از لحاظ آماری دارا می‌باشند. روش‌های آستانه‌گیری تاثیر معنی‌داری بر PISA, PUA, POA و PDF داشتند. بزرگ‌ترین مقادیر PDF به روش آستانه‌گیری constant، minimum و Intremodes (به‌ترتیب 75.07%، 73.08% و 74.30%)، همچنین کمترین مقدار PISA مربوط به این موارد بود (به‌ترتیب 0.35%، 1.29% و 0.35%) و PUA (به‌ترتیب 33.72%، 23.09% و 15.56%). این روش‌ها بزرگ‌ترین مقدار POA را نشان دادند (به‌ترتیب 80.73%، 76.70% و 84.67%). لذا روش‌های مناسبی برای بخش‌بندی گل محمدی در تصویر رنگی محسوب می‌گردند.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

مد ارتعاشی موثر برای برداشت مکانیکی زیتون رقم شنگی

دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 33-41

https://doi.org/10.22067/jam.2021.58671.0

هیوا گل پیرا، محمد لغوی

چکیده هدف از انجام این تحقیق بهینه‌سازی عوامل طراحی ماشین‌های برداشت میوه برای برداشت موثر زیتون رقم شنگی بود. مدل جرم-فنر با یک درجه آزادی برای تعیین بسامد طبیعی و ضریب میرایی شاخه زیتون استفاده شد. یک شاخه‌تکان سوار که در آن ارتعاش از راه بازوی میل‌لنگی به شاخه و میوه انتقال می‌یافت برای ارزیابی مدهای ارتعاشی ساخته شد. به‌منظور تعیین تاثیر دامنه و بسامد ارتعاش بر میزان جداسازی میوه از شاخه یک آزمایش فاکتوریل (3×4) در قالب یک طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. مد ارتعاشی با بسامد 10 هرتز و دامنه 80 میلی‌متر توان متوسط 92 وات را برای برداشت 95 درصد از میوه‌ها انتقال داد. برای برداشت موثر و منطبق بر استانداردهای سلامتی می‌توان از این مد ارتعاشی برای بازطراحی درخت تکان‌ها استفاده کرد.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

بهینه‌سازی خشک کردن جلبک قرمز دریایی (Chondracanthus chamissoi) با هوای گرم و با کمک لامپ رشته‌ای با استفاده از روش سطح پاسخ

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 39-56

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89911.1283

امیلی النا ویوانکو-کوبا، داوید ویوانکو پسانتس

چکیده جلبک‌های دریایی به‌خاطر ارزش‌های تکنولوژیکی، تغذیه‌ای و سلامتی آن‌ها شناخته می‌شوند. برای تثبیت و حفظ کیفیت محصول در طول انبارداری خشک کردن آن‌ها ضروری است. در این تحقیق، با استفاده از روش سطح پاسخ مدل‌های ریاضی خشک کردن به‌صورت توابع چندجمله‌ای ارائه شده‌اند. تاثیر متغیرهای مستقل خشک کردن شامل چگالی بار (1.70-15 کیلوگرم بر متر مربع)، توان لامپ رشته‌ای (0-500 وات)، دما (30-70 درجه سانتی‌گراد) و سرعت هوا (0.5-2.5 متر بر ثانیه) بر متغیرهای پاسخ شامل پذیرش جهانی (--)، محتوای فنلی کل (معادل میلی‌گرم گالیک اسید در 100 گرم وزن خشک) و زمان خشک کردن (دقیقه) مورد مطالعه قرار گرفت. این مطالعه نشان داد که دما و توان لامپ رشته‌ای در طی خشک کردن به‌طور قابل‌توجهی بر محتوای فنلی کل تاثیر می‌گذارند. خشک کردن بهینه در شرایط چگالی بار 9.13 کیلوگرم بر متر مربع، وات لامپ رشته‌ای 374.5 وات، دما و سرعت هوای خشک‌کن به‌ترتیب 63.3 درجه سانتی‌گراد و 1.88 متر بر ثانیه حاصل شد. نتایج همچنین نشان می‌دهد که افزایش توان لامپ‌های رشته‌ای منجر به کوتاه‌تر شدن زمان خشک شدن تا 40-45 درصد می‌شود. برای شرایط بهینه از مدل‌های ریاضی برای شبیه‌سازی منحنی خشک کردن و سینتیک ماده مورد مطالعه استفاده شد. با استفاده از روش شبه نیوتن سیمپلکس، دو مدل میدیلی و همکاران و پیج به‌ترتیب عملکرد بهتری در برازش منحنی‌ها با داده‌های تجربی به‌دست آوردند. تحت این شرایط، مقدار ضریب نفوذ موثر آب در حدود 11-10×2.03 متر مربع بر ثانیه به‌دست آمد که مقداری بسیار شبیه به مقادیر اعلام‌شده برای محصولات مرتبط با صنایع کشاورزی می‌باشد. اطلاعات به‌دست‌آمده در این پژوهش می‌تواند برای استفاده از پارامترهای به‌دست‌آمده و تکنیک‌های استفاده‌شده برای توسعه تجهیزات و کنترل فرآیند در خشک کردن جلبک دریایی قرمز کمک زیادی کنند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

مدل‌سازی و بهینه‌سازی تاثیر میدان مغناطیسی روی بذر جعفری (Petroselinum crispum) به روش پاسخ سطح

دوره 15، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 305-318

https://doi.org/10.22067/jam.2024.88417.1256

محمد رفیعی، فرهاد خوشنام، مسلم نامجو

چکیده در این تحقیق، مدل‌سازی و بهینه‌سازی رشد گیاهچه‌های مختلف بذر جعفری و شاخص‌های جوانه‌زنی آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور میدان مغناطیسی چهار قطبی آزمایشگاهی ساخته و آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای شدت میدان مغناطیسی (150، 300 و 450 میلی‏ تسلا)، مدت زمان اعمال میدان بر روی بذرها (30، 60 و 90 دقیقه)، و زمان کاشت (0، 7 و 14 روز پس از اعمال میدان مغناطیسی) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‌چه، و مدت زمان اعمال میدان بر طول ریشه‏‌چه تاثیر معنی‏‌داری دارد. زمان کاشت و فاکتورهای دیگر تاثیر معنی‌داری بر طول ریشه‌چه و وزن تر ریشه‌چه داشت. زمان کاشت بلافاصله پس از اعمال میدان مغناطیسی طول ریشه را افزایش، ولی زمان کاشت پس از 14روز همراه با مدت زمان اعمال میدان باعث افزایش طول ساقه‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‏‌چه شد. مدت زمان اعمال میدان 30 دقیقه و شدت میدان مغناطیسی بین 150 و 300 میلی‏‌تسلا تاثیر معنی‌داری بر پارامترهای گیاهچه نداشت. با این حال شدت میدان‌های بالاتر از 450 میلی‌تسلا و مدت زمان 60 و 90 دقیقه موثرتر بوده و منجر به افزایش طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه، وزن تر ساقه‌چه، سرعت جوانه‌زنی، درصد جوانه‌زنی و میانگین زمان جوانه‌زنی شد. تحلیل و بهینه‏‌سازی به کمک روش سطح پاسخ نشان داد که شرایط مغناطیسی بهینه، با مقبولیت 0.682، در میدان مغناطیسی 450 میلی‌ثانیه، مدت زمان اعمال 60 دقیقه و پس از 14 روز کاشت به‌دست آمد. به نظر می‏‌رسد که میدان‌های مغناطیسی بالاتر ماندگاری میدان مغناطیسی را افزایش داده و تاثیر معنی‌‏داری بر شاخص‌های رشد گیاهچه دارد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

تشخیص زودهنگام بیماری آتشک درختان میوه دانه‌دار با استفاده از طیف‌سنجی مرئی- مادون قرمز و نزدیک و روش‌های کاهش ابعاد

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 37-48

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.71911

نیکروز باقری، حسنی محمدی منور

چکیده بیماری آتشک یکی از مخرّب‌ترین بیماری باکتریایی درختان میوه دانه‌داردر سراسر جهان است. در سال‌های اخیر، طیف‌سنجی به‌عنوان یک روش دقیق و زمان واقعی برای تشخیص بیماری‌های گیاهی شناخته شده است. بنابراین، هدف اصلی این پژوهش تشخیص بیماری آتشک درختان گلابی در مراحل اولیه آلودگی با استفاده از طیف‌سنجی مرئی و مادون قرمز نزدیک است. برای دستیابی به این هدف، طیف بازتابی برگ‌های سالم، برگ‌های شبه‌بیمار و برگ‌های بیمار در محدوده طیفی نور مرئی و مادون قرمز نزدیک اندازه‌گیری شد. به منظور حفظ اطلاعات مهم طیفی و همچنین کاهش ابعاد داده‌ها، روش‌های مختلف خطی و غیرخطی مانند تجزیه و تحلیل PCA، نقشه‌برداری سامون و روش اتوکودر چندلایه (MAE) مورد استفاده قرار گرفت. خروجی روش‌های مذکور به‌عنوان ورودی برای روش طبقه‌بندی SIMCA با هدف تفکیک برگ سالم، بیمار و شبه‌بیمار به‌کار رفت. بر اساس نتایج، بهترین طبقه‌بندی با استفاده از روش PCA در طیف مشتقی، با دقت 8/95، 3/89 و 6/91 درصد به‌ترتیب برای نمونه‌های سالم، شبه‌بیمار و بیمار به‌دست آمد. این نتایج توانایی روش‌های یادگیری چندمنظوره را برای تشخیص زودهنگام بیماری آتشک با استفاده از طیف‌سنجی تأیید می‌کند.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

پلاسمای سرد: یک روش پیش‌تیمار جدید برای خشک کردن دانه‌های کلزا: مطالعه سینتیک و مدل‌سازی جمع آثار

دوره 13، شماره 1، بهار 1402، صفحه 41-53

https://doi.org/10.22067/jam.2022.75630.1096

فاطمه اسلوب، مهدی مرادی، مهرداد نیاکوثری

چکیده بررسی دقیق سینتیک و توسعه مدل‌های خشک‌کردن با دقت بالا با شناسایی پارامترهای موثر به مطالعه بهتر فرآیند خشک‌کردن کمک می‌کند. تحقیق حاضر به بررسی کاربرد پلاسمای سرد (CP) به‌عنوان یک فرآیند پیش‌تیمار، برای خشک‌کردن بذر کلزا با هوای گرم‌شده می‌پردازد. این پدیده ممکن است باعث ایجاد پیچیدگی‌هایی در بررسی سینتیک خشک‌کردن شود. دانه‌های کلزا با رطوبت اولیه 1±27.5 درصد (بر اساس خشک) ابتدا تحت زمان‌های صفر، 15، 30 و 60 ثانیه در معرض CP قرار گرفته و سپس در خشک‌کن بستر سیال که گرمای آن توسط یک جمع‌کننده خورشیدی تامین می‌شود، در دماهای 40، 50 و 60 درجه سلسیوس خشک شد. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از روند کاهشی زمان خشک‌شدن از 40 تا 60 درجه سلسیوس بود. کوتاه‌ترین زمان خشک‌شدن مربوط به نمونه‌هایی است که در دمای 60 درجه سلسیوس بدون پیش‌تیمار CP خشک شده‌اند. با این حال، طولانی‌ترین دوره برای نمونه‌های خشک‌شده در دمای 40 درجه سلسیوس با پیش‌تیمار CP 60 ثانیه رخ داد. همچنین بیشترین تاثیر پلاسمای سرد بر کاهش زمان خشک کردن در دماهای 40 و 50 درجه سلسیوس به‌ترتیب با پیش‌تیمارCP 15 و 60 ثانیه مشاهده شد. مطالعه دقیق سینتیک خشک‌کردن با استفاده از روش جمع آثار انجام گرفت. بر این اساس، با استفاده از داده‌های تجربی، منحنی‌های مربوط به شرایط مختلف خشک‌کردن رسم شده و در دو مرحله به منحنی مرجع انتقال داده شدند تا منحنی خشک‌کردن نهایی به‌دست آید. سپس منحنی به یک معادله مرتبه دوم برازش داده شده و با استفاده از داده‌های تجربی اعتبارسنجی انجام گرفت. ضرایب همبستگی، میانگین مربعات خطا و میانگین خطای مطلق به‌ترتیب 0.99، 0.03 و 0.023 بودند.

مهندسی سامانه‌ها

بررسی اثر خردشدن سطوح بهره‌برداران بر توسعه مکانیزاسیون کشاورزی با استفاده از تکنیک AHP

دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 43-53

https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.82910

مهدی ثباتی گاوگانی، داود محمدزمانی، محمد غلامی پرشکوهی

چکیده بخش کشاورزی برای تأمین امنیت غذایی برای جامعه و ایفای نقش مؤثر در تقویت استقلال ملی نیاز به انتقال سریع از معیشت‌های سنتی و معیشتی به مرحله تولید و تجاری‌سازی پیشرفته دارد. مکانیزاسیون رویکردی است که دستیابی بخش کشاورزی به مرحلة تولید تجاری را ممکن می‌سازد. بدون مکانیزاسیون، چشم‌انداز روشنی از کشاورزی پویا و پایدار که بتواند نیازهای غذایی را معقولانه برطرف سازد، متصور نیست. توسعة مکانیزاسیون در جوامع کشاورزی و به‌ویژه در نواحی روستایی کشور با مشکلاتی همراه بوده است که شناخت عوامل مؤثر بر آن می‌تواند به برنامه‌ریزی برای رفع آن‌ها کمک کند. از این رو در تحقیق حاضر به بررسی اثر خردشدن سطوح بهره‌بردران بر توسعه مکانیزاسیون کشاورزی در دهستان‌های شهرستان جیرفت پرداخته شده ‌است. نوع تحقیق کاربردی است و از نوع توصیفی- تحلیلی است، از روش پیمایشی استفاده شده است و اطلاعات از طریق پرسشنامه از 420 کاربر در شهر جیرفت جمع‌آوری شده است. تجزیه و تحلیل اطلاعات با استفاده از تکنیک فرآیند تحلیلی سلسله مراتبی با استفاده از نرم‌افزار اکسپرت چویس 11 انجام شده‌است. یافته‌های تحقیق نشان داد که عامل اجتماعی- خانوادگی در شهر جیرفت عامل اصلی بازدارنده عدم توسعه مکانیزاسیون و فرهنگ-ارتباطی، آموزشی-فنی، حقوقی و قانونی است و عوامل اقتصادی-مالی در اولویت‌های بعدی قرار گرفتند. پیشنهاد شده است که توسعه مکانیزاسیون، نوسازی فناوری نوین، آموزش و ارتقاء، ایجاد اعتماد، اعتبار و تسهیلات مالی برای نوسازی ادوات کشاورزی اجرا شود.

مهندسی سامانه‌ها

ارزیابی کارآیی واحدهای برداشت نیشکر با استفاده از یک رویکرد ترکیبی از تحلیل پوششی داده‌ها و داده‌کاوی

دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 43-54

https://doi.org/10.22067/jam.2020.58695.0

نسیم منجزی

چکیده هر سازمانی به‌منظور آگاهی از میزان عملکرد و مطلوبیت فعالیت واحدهای خود به یک نظام ارزشیابی جهت سنجش این مطلوبیت نیاز دارد و این موضوع برای موسسات کشاورزی از جمله کشت و صنعت‌ها اهمیت بیشتری دارد. در تحقیق حاضر، 20 واحد برداشت نیشکر انتخاب گردید. پس از مدل‌سازی بر مبنای مدل‌های CCR و BCC ورودی محور، مقادیر کارایی برای واحدهای برداشت نیشکر محاسبه گردید و با استفاده از درخت تصمیم CART به استخراج قوانین برای پیش‌بینی کارایی این واحدها پرداخته شد. نتایج مطالعه 20 واحد برداشت نیشکر در مدل CCR نشان داد که 6 واحد دارای امتیاز کارآمد و 14 واحد دارای امتیاز ناکارآمد بودند و امتیاز کارایی فنی آن‌ها در محدوده 0.73 تا 0.95 بود. نتایج مطالعه مدل BCC همچنین نشان داد که از مجموع 20 واحد برداشت نیشکر، 8 واحد دارای امتیاز کارآمد بودند. همان‌طور که مشاهده می‌شود، در مدل BCC، واحدهای بیشتری به‌عنوان واحدهای کارآمد معرفی می‌شوند و پراکندگی کمتری بین واحدهای ناکارآمد وجود دارد. همچنین، توزیع واحدهای کارآمد در مدل BCC کمتر از مدل CCR است. میانگین کارایی فنی، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس به‌ترتیب برابر 93، 88 و 93 درصد به‌دست آمد. همچنین دقت مدل درخت تصمیم تولید شده برای کارایی فنی و کارایی فنی خالص نیز به‌ترتیب برابر 86 و 93 درصد به‌دست آمد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

پیش‌بینی مقادیر شاخص SPAD با استفاده از طول موج غالب در ریزسبزی ماش

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 57-69

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89763.1284

رجب کولجو، احمد سوسلو

چکیده مقدار شاخص کلروفیل (تحلیل خاک و توسعه گیاه SPAD) پارامتر مهمی است که نشان‌دهنده محتوای کلروفیل، به‌ویژه در قسمت‌های سبز گیاهان است. دستگاه‌های مرسوم اندازه‌گیری SPAD، این مقدار را با اندازه‌گیری انتقال و جذب تابش قرمز و مادون قرمز در یک نقطه واحد (اندازه حسگر 2×3 میلی‌متر مربع) تعیین می‌کنند. با این حال، به‌دست آوردن یک مقدار جامع برای کل برگ نیاز به اندازه‌گیری‌های متعدد دارد که زمان پردازش را افزایش می‌دهد. در این مطالعه، یک روش غیرمخرب برای پیش‌بینی مقادیر SPAD با استفاده از تکنیک‌های پردازش تصویر برای تعیین مقادیر طول موج غالب از عکس‌های برگ توسعه داده شد. از یک جعبه تصویربرداری با نورپردازی LED سفید و شدت روشنایی 6000 لوکس برای گرفتن تصاویر از فاصله ثابت 15 سانتی‌متر استفاده شد. تصاویر با استفاده از نرم‌افزار Color Picker (2024) پردازش شدند، که در آن اجزای سبز برگ برای استخراج مقادیر طول موج غالب تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مقادیر SPAD را می‌توان با استفاده از داده‌های طول موج غالب، با دقت 98.33 % برای مدل خطی (1.308 RMSE) و دقت 98.43% برای مدل چندجمله‌ای (5.476 RMSE) پیش‌بینی کرد. بررسی دقیق‌تر نشان داد که مدل خطی همبستگی دقیق‌تری ارائه می‌دهد. این رویکرد جدید، کارایی اندازه‌گیری SPAD را افزایش می‌دهد و جایگزینی سریع و غیرمخرب برای روش‌های مرسوم می‌باشد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

تشخیص و دسته‌بندی تعدادی از بیماری‌های گوجه‌فرنگی با استفاده از یادگیری انتقالی

دوره 15، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 319-335

https://doi.org/10.22067/jam.2024.88500.1258

ایمان احمدی

چکیده در موضوع بیماری‌های گیاهی، انتخاب روش‌های پیشگیری مناسب مانند کاربرد علف‌کش‌ها تنها زمانی امکان‌پذیر است ‌که نوع بیماری به سرعت و به دقت تشخیص داده شود. در این مطالعه یک مدل یادگیری انتقالی بر مبنای مدل از پیش آموزش‌دیده EfficientNet به‌منظور تشخیص و دسته‌بندی برخی از بیماری‌های گوجه‌فرنگی با استفاده از 2340 تصویر از گیاه گوجه‌فرنگی به‌عنوان پایگاه تصاویر آموزشی توسعه یافت. برمبنای نتایج این مطالعه در مرحله اعتبارسنجی مدل، نرخ دسته‌بندی تصاویر در حدود 5 fps (5 فریم در ثانیه) بود که برای مدل یادگیری عمیقی که روی رایانه مجهز به CPU معمولی اجرا می‌شود، منطقی است. به‌علاوه چون منحنی‌های صحت و هزینه مربوط به مراحل آموزش و آزمایش در عددهای دوره بیش از 20 تقریباً افقی شده بودند (از نظر عددی، بدترین ضریب تغییرات داده‌های مربوط به این چهار حالت 7% بود)، مدل به‌خوبی آموزش دیده است و افزایش عدد دوره به افزایش صحت مدل منجر نخواهد شد. به‌علاوه سلول‌های واقع در قطر اصلی ماتریس در هم‌ریختگی مربوط به عملکرد مدل روی تصاویر آزمون با اعداد بزرگتری در مقایسه با محتوای سایر سلول‌های ماتریس پر شده بودند، به‎طور دقیق 88.8%، 7.7%، و 3.3% از سلول‌های باقیمانده (جایی‎که سلول‌های مربوط به قطر اصلی ماتریس کنار گذاشته شده بودند) به‌ترتیب با اعداد 0 و 1 و 2 پر شده بودند. در نهایت مقادیر حساسیت، اختصاصیت، دقت، نمره F1 و صحت مدل به‌ترتیب برابر با 85%، 98%، 86%، 84% و 85% بود.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

مقایسه‌ی روش‌های پس‌پراکنشی لیزر و تصویربرداری دیجیتال روی تشخیص آلفا- سولانین در سیب‌زمینی

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 49-58

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.79800

سعیده بابازاده، پرویز احمدی مقدم، آرش ثباتیان، فاروق شریفیان

چکیده هدف اصلی این تحقیق، بررسی توانایی‌های دو روش غیر مخرّب، تصویربرداری دیجیتال (DI) و تصویربرداری پس‌پراکنشی نور لیزر (LLBI)، روی تشخیص سم آلفا- سولانین در سیب‌زمینی است. نمونه‌های سیب‌زمینی در گروه‌های سالم و سمّی براساس مقدار آلفا- سولانین موجود دسته‌بندی شدند. کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) برای تعیین مقدار آلفا- سولانین موجود در غده‌های سیب‌زمینیی استفاده گردید. نتایج طبقه‌بندی نشان داد که شبکه عصبی پرسپترون تک لایه می‌تواند سیب‌زمینی‌ها را با دقّت 28/94% و 66/98% به ‌ترتیب توسط سیستم‌های تصویربرداری دیجیتال و پس پراکنشی لیزر (رقم دونالد) طبقه‌بندی نماید. می‌توان گفت که سیستم‌های پس‌پراکنشی لیزر ممکن است از سیستم‌های تصویربرداری دیجیتال به دلیل دقّت و سرعت بالای آن و همچنین قابلیت صنعتی شدن آن سبقت گیرد.