اختراعات مهم تاریخ

کمباین

X9793
جان هاسکل,هیرام مور

غذا، یکی از نیازهای اساسی و دغدغه‌های اصلی انسان است. تا قبل از مکانیزه شدن کشاورزی، بخش اعظمی از نیروی کار موجود، در حوزه کشاورزی فعالیت می‌کرد و تولید یا خدمات، سهم بسیار کمی را به خود اختصاص داده بود؛ چراکه انسان‌ها بیش‌تر از هر خدمت و کالای دیگری، به غذا نیاز داشتند. مکانیزه شدن صنعت کشاورزی، هم متأثر از انقلاب صنعتی بود و هم به عقیده بسیاری، از عوامل مهم و تأثیرگذار بر آن بود؛ چراکه با افزایش بهره‌وری نیروی انسانی در بخش کشاورزی و به ‌بیان ‌دیگر، آزاد کردن بخش عمده‌ای از این نیرو، آن‌ها را به سمت تولید، صنعت و علم، هدایت نمود. الگوی تخصیص نیروی کار به حوزه‌های تولید، خدمات و کشاورزی، رابطه تنگاتنگی با مکانیزه شدن، به‌ویژه در حوزه کشاورزی داشته و دارد. طبق آمار بانک جهانی، درصد نیروی کار جهان در بخش کشاورزی، در بازه زمانی سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۱۷ میلادی، به‌طور میانگین، از ۴۳ درصد به ۲۶ درصد کاهش‌یافته است. البته، تفاوت این دو رقم، برای کشورهای توسعه‌یافته و در بازه زمانی وسیع‌تر، بسیار بزرگ‌تر است. به ‌عنوان ‌مثال، در سال ۱۹۸۰ در آمریکا، ۵۰ درصد از نیروی کار، در بخش کشاورزی فعالیت می‌کردند درحالی‌که این رقم، برای سال ۲۰۱۷ میلادی، برابر با ۱.۶ درصد بوده است. در کشورهای توسعه‌نیافته آفریقا که مکانیزاسیون تحقق نیافته است، درصد نیروی کار شاغل در کشاورزی، به بیش از ۹۰ درصد نیز می‌رسد و این موضوع، خود به یکی از علل عقب‌ماندگی این کشورها بدل شده است.

اولین تجهیز کشاورزی که یک ماشین دروگر بود، در سال ۱۸۲۶ میلادی، به دست یک مخترع اسکاتلندی، به نام پتریک بل «Patrick Bell»، ساخته شد. بل در مزرعه پدرش، به کشاورزی مشغول بود. علاقه شدید وی به مکانیک، باعث شد که ایده طراحی ماشین درو، جهت تسریع برداشت محصول با استفاده از نیروی چارپایان، در ذهن وی شکل بگیرد. ماشین دروگر بل، دوازده پره دوار جهت کشیدن محصول به داخل مکانیسم برش داشت که متشکل از تیغه‌های مثلثی، با حرکات جلو-عقب، بر روی تیغه‌هایی ثابت بود. جالب است بدانید که این مکانیسم و شکل کلی قسمت برش، بعد از ۹۰ سال تغییر نکرده است و سیستم کشش و برشی که در جلوی کمباین‌های امروزی دیده می‌شود، نسبت به سیستمی که بل طراحی کرد، با تغییری همراه نشده است. این دروگر، دارای مکانیسمی مشابه نوار نقاله در زیر تیغه‌ها بوده که محصولات درو شده را، به صورت دسته‌بندی‌شده، به کنار ماشین هدایت می‌کرد. البته، جمع‌آوری، کوبیدن و جداسازی غله از پوست و ساقه، همچنان توسط نیروی کار انجام می‌گرفت. با وجود پرکاربرد بودن ماشین طراحی شده توسط بل، اما وی به دنبال کسب درآمد از ماشینیش نبود و پتنتی برای آن ثبت نکرد.

 

 

در سال ۱۸۳۱ میلادی، وکیل و سیاستمداری آمریکایی، با نام جان هاسکل «John Hascall»، با الهام از ماشین دروگر بل، ایده خود در مورد ماشین برداشت را با هیرام مور «Hiram Moore»، در میان گذاشت. مور، با کمک‌های مالی هاسکل، شروع به ساخت این ماشین کرد و دو سال بعد، موفق به ساخت ماشین برداشت ترکیبی یا کمباین شد و به همراه هاسکل، پتنتی در دفتر ثبت اختراع و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسانید که با شماره «X9793»، موفق به اخذ گواهی ثبت اختراع گردید. جالب است که این دستگاه نیز همانند ماشین بل، تا مدت‌ها توسط اسب یا گاو کشیده می‌شد و در آن، از چرخ‌دنده برای انتقال نیرو به مکانیسم برش استفاده می‌شد. مور، نام دستگاه خود را به خاطر این‌که سه عمل تشکیل‌دهنده برداشت غلات، یعنی درو کردن، کوبیدن و بوجاری (جداسازی غله از پوست و ساقه)، به‌واسطه آن در یک فرایند ترکیب‌شده بود، کمباین گذاشت. گندم، جو، سویا، کتان و...، ازجمله غلاتی بودند که با استفاده از کمباین، عملیات برداشت آن‌ها صورت می‌گرفت.

در سال ۱۸۸۶، نقطه عطفی در طراحی ماشین‌آلات کشاورزی اتفاق افتاد. جورج استاکن بری «George Stockton Berry»، اولین کمباین خود را طراحی نمود که نیروی پیشرانش را، از یک موتور بخار تأمین می‌کرد. بری، بلافاصله درخواست پتنتی برای این اختراع ارزشمند خود ثبت کرد و یک سال بعد، موفق به دریافت گواهی ثبت اختراعی با شماره «US374339A» شد. اگر به اختراع بری، از منظر دیگری نگاه شود، وی به‌واسطه طراحی این دستگاه، خواسته یا ناخواسته، اولین فناوری دوستدار محیط‌زیست را نیز معرفی نمود؛ چراکه موتور بخار این ماشین، انرژی خود را از طریق سوزاندن کاه و ضایعات کشاورزی که فراورده‌های جانبی عملیات برداشت غله هستند، تأمین می‌کرد. در قرن بیست‌و‌یکم، چنین ایده‌هایی که در آن‌ها از ضایعات کشاورزی استفاده می‌شود، توجه‌ها را به خود جلب کرده است و مورد تقدیر و تشویق قرار می‌گیرد. این ماشین، از دو موتور جداگانه برای جلو راندن و مکانیسم برداشت استفاده می‌کرد. به‌واسطه سیستم گیربکس و طراحی خوبی که داشت، کارایی و عملکرد بسیار خوبی داشت. این کمباین، به‌واسطه چراغ‌هایی که بری برای آن در نظر گرفته بود، می‌توانست در تمام شبانه‌روز مورد استفاده قرار گیرد و غلات بیش از ۴۰ هکتار زمین را برداشت نماید.

البته بری ماشین خود را به‌صورت انبوه نساخت و سال‌های زیادی طول کشید تا کمباین، در دسترس کشاورزان قرار گیرد. شرکتی به نام «Massey Harris»، در سال ۱۹۳۹ میلادی، اولین کمباین خود را به‌ طور انبوه ساخت. تا قبل از آن، برای کشیدن کمباین، از تراکتور و حتی حیوانات استفاده می‌شد.

امروزه نیروی کار در بخش کشاورزی، به‌ویژه نیرویی که در استفاده از ماشین‌آلات مهارت داشته باشند، به‌شدت در حال کاهش است به‌طوری‌که در برخی از کشورها، قسمتی از محصولات، به دلیل نبود نیروی کار برداشت نمی‌شود. از طرفی، سن نیروی کار شاغل در این صنعت، به‌ویژه در کشورهایی مانند ژاپن، رو به افزایش است. تحلیل‌گران، با قرار دادن این موضوع در کنار پیش‌بینی سازمان ملل از جمعیت جهان در سال ۲۰۵۰، که ۹.۷ میلیارد نفر برآورد شده است، پیش‌بینی کرده‌اند که تأمین غذا، دوباره به یکی از دغدغه‌ها و چالش‌های کشورهای توسعه‌یافته و توسعه‌نیافته بدل خواهد شد. ولی فناوری و نوآوری، هیچ‌گاه انسان را ناامید نمی‌گذارد و نباید از موهبت‌های این دو غافل بود. زمانی که خودروهای خودران گوگل، در خیابان‌ها به گشت‌وگذار می‌پرداختند، تراکتورها و ماشین‌آلات کشاورزی خودران نیز، در مزارع در حال کشاورزی بودند! البته محدودیت‌های قانونی که شامل خودروهای خودران در خیابان‌ها شده است، برای ماشین‌آلات کشاورزی نیز وجود دارد. ولی انتظار می‌رود که این محدودیت‌ها، لااقل برای بخش کشاورزی، سریع‌تر رفع گردد. شرکت‌های متعددی اقدام به معرفی ماشین‌آلات کشاورزی خودران، هوشمند و حتی مفهومی نموده‌اند که از آن جمله می‌توان به «Case IHT» و «CNH» و «New Holland»، اشاره نمود. این ماشین‌آلات هوشمند جدید، مجهز به انواع سنسور، رادار و دوربین بوده و محدوده زمین برای ماشین، با استفاده از «GPS»، مشخص می‌شود. کشاورز با استفاده از گوشی و یا تبلت خود، می‌تواند آن را کنترل نموده و برنامه‌های کاری را به آن‌ها بدهد. به‌واسطه سیستم ارتباطی که دارند، می‌توانند اطلاعاتی همچون میزان رطوبت خاک و نرخ مصرف کود و آفت‌کش‌ها را از سنسورهایی که در نقاط مختلف مزرعه قرار دارد، دریافت کنند و با استفاده از سنسورهای تعبیه‌شده در این ماشین‌ها، می‌توان از تمامی نقاط سطح زیر کشت، اطلاعاتی از شرایط خاک جمع‌آوری نمود. همانند ارتباط خودروهای خودران باهم، با استفاده از این سیستم ارتباطی، چند ماشین کشاورزی خودران می‌توانند به طور هم‌زمان، چندین کار را در ارتباط با یکدیگر انجام دهند. می‌توانند در تاریک‌ترین ساعات شبانه‌روز و تحت بدترین شرایط آب و هوایی که کشاورز توانایی هدایت ماشین را ندارد، به کار خود ادامه دهند. با استفاده از فناوری یادگیری ماشینی، می‌توانند گیاهان مختلف را شناسایی و اقدام مقتضی را انجام دهند.