Nadmuchiwany robot zamiast pracownika?

Naukowcy z Washington State University opracowali lekkie, niedrogie robotyczne ramię przeznaczone do zbioru jabłek, które może w przyszłości znacząco usprawnić prace w sadownictwie. Urządzenie ma formę miękkiej, nadmuchiwanej konstrukcji, zdolnej do wizualnego rozpoznawania owoców i ich delikatnego zbierania poprzez wysuwanie i chowanie się. Jeden cykl zbioru trwa około 25 sekund.

Prototyp waży mniej niż 22 kilogramy (łącznie z metalową podstawą) i ma około 60 cm długości. Jego struktura wykonana jest z tkaniny wypełnionej powietrzem, co pozwala zachować jednocześnie niską wagę i wystarczającą wytrzymałość do pracy w warunkach sadowniczych.

Badania zespołu z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Materiałowej WSU zostały opublikowane w czasopiśmie Smart Agricultural Technology. Projekt powstał we współpracy z Cornell University oraz naukowcami z Prosser Research Extension Center.

Zespół pracuje obecnie nad integracją ramienia z autonomiczną platformą mobilną, która mogłaby poruszać się między rzędami drzew owocowych. Jak podkreśla dr Ming Luo z WSU, prostota konstrukcji sprawia, że robot jest „opłacalny, łatwy w utrzymaniu i wyjątkowo niezawodny”.

Odpowiedź na niedobory pracowników

Projekt powstał w odpowiedzi na rosnący problem niedoboru siły roboczej w sadownictwie. Stan Waszyngton jest jednym z największych producentów jabłek i czereśni w USA, a zbiory wymagają dużej liczby pracowników sezonowych. W niektórych przypadkach brak rąk do pracy prowadzi do strat plonów.

Tradycyjne systemy robotyczne są często kosztowne i zbyt masywne, co ogranicza ich zastosowanie. Nowe ramię, którego koszt materiałów wynosi około 5500 dolarów, ma być znacznie bardziej przystępne cenowo. Dzięki niskiej wadze zmniejsza ryzyko uszkodzenia owoców oraz gałęzi i może bezpiecznie pracować w pobliżu ludzi. Jest szczególnie dopasowane do nowoczesnych sadów z systemami prowadzenia drzew w formie płaskiej lub litery V.

Wciąż wolniejsze od człowieka

Mimo postępu, robot nadal nie dorównuje szybkością ludziom, którzy potrzebują średnio około 3 sekund na zerwanie jabłka. Obecnie największym ograniczeniem nie jest mechanika, lecz system rozpoznawania owoców, który naukowcy wciąż udoskonalają.

Jak zauważa Ryan Dorosh, doktorant i główny autor badań, platforma ta może stać się „bardzo ekonomicznym i bezpiecznym rozwiązaniem dla sadów”.

Kolejne etapy rozwoju

Badacze planują rozszerzyć zastosowanie technologii również na inne prace rolnicze, takie jak przycinanie drzew, przerzedzanie kwiatów czy opryskiwanie. Trwają także prace nad ochroną własności intelektualnej we współpracy z Biurem Innowacji i Przedsiębiorczości WSU, co ma umożliwić przyszłą komercjalizację projektu.

Nowa technologia może w przyszłości stać się ważnym elementem automatyzacji rolnictwa, szczególnie w regionach zmagających się z niedoborem pracowników sezonowych.

fot. Ryana Dorosha, WSU/news.wsu.edu