Tarım Alanında İlaçlamaya Yönelik Yapay Zekâ Tabanlı Drone Tasarımı Ve Uygulaması
[ X ]
Tarih
2022
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Dünya nüfusu hızlı bir şekilde artış göstermektedir ve buna bağlı olarak gıda talebinde de artış yaşanmaktadır. Bu sebeple gıda talebini karşılayabilmek için tarımsal arazilerde ürün verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Tarımsal arazilerde bitkileri olumsuz yönde etkileyecek böcek ve haşere gibi maddelere ?pestisit? adı verilmektedir. Bitkilerin pestisitlerden temizlenmesi için kimyasal ilaçlanmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Tarımsal ürünlerde kimyasal ilaçlamanın ürün verimini %60 arttırdığı yapılan çalışmalar ile görülmektedir. Manuel püskürtmenin en büyük dezavantajı, bu gübreleri püskürten insana solunum rahatsızlıkları, kalp hastalıkları vb. sağlık sorununa neden olabilmesidir. Bu nedenle ilaçlamanın dengeli ve mümkün olduğunca insan gücü kullanılmadan gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu riskten kaçınmak ve pestisitleri eşit bir şekilde püskürtmek için tarımsal arazilerin ilaçlanması bir drone tarafından gerçekleştirilebilmektedir. Dronelar manuel yöntemlere kıyasla kısa sürede verimli bir ilaçlama yapabilmektedir. Yapılan bu çalışma ile kiraz ağaçlarının yapay zekâ desteği ile otonom bir şekilde ilaçlanması gerçekleştirilmektedir. Yapay zekâ uygulamasının çalıştırılması için NVIDIA Jetson NANO geliştirme kiti kullanılmıştır. Kiraz ağaçlarının tespiti için doğruluğu yüksek olması sebebi ile YOLOv5 modeli tercih edilmiştir. Drone Hexacopter gövde yapısına sahip altı motorlu olacak şekilde SOLIDWORKS programı kullanılarak modellenmiştir ve ANSYS programı ile analizleri gerçekleştirilmiştir. Drone 1150mm gövde uzunluğuna, 5 litre ilaç kapasitesine ve 12 dakika uçuş süresine sahip ilaçlama drone?u geliştirilmiştir. Geliştirilen Hexacopter drone sayesinde tarım arazilerinin ilaçlanması otonom bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Yüksekten uçmaları sebebi ile homojen bir ilaçlama gerçekleştirilerek ürünlerin verimi artırılmaktadır. Aynı zamanda gerekli insan gücü ve ilaçlama süresini azaltmakla kalmayarak insan sağlığını olumsuz etkileyen etkileri de azaltacaktır. Bu çalışmanın sonuçlarına göre derin öğrenme modelinin F1-skor değeri 0,980 olarak belirlenmiştir. İlaçlama yöntemi için otonom (sürekli) ilaçlama ve yapay zekâ tabanlı ilaçlama yöntemi karşılaştırıldığında yapay zekâ tabanlı ilaçlama yönteminde %53 daha az ilaç, ilaçlama sisteminde ise %50 daha az enerji kullanımı gerçekleşmiştir. Sunduğu avantajlar sayesinde kiraz ağaçlarının ilaçlanmasında yapay zekâ tabanlı sistemlerin kullanılması önerilmiştir.
Açıklama
01.07.2022
Anahtar Kelimeler
Bilgisayar Bilimleri, Yazılım Mühendisliği, Robotik, Ziraat Mühendisliği, Mühendislik, Hava ve Uzay, Bilgisayar Bilimleri, Yapay Zeka
