Robot MARS, cueilleur de pommes aux nombreux avantages

APAL (Apple and Pear Australia Limited) est l'organisation nationale de l'industrie australienne de la pomme et de la poire, dont le chiffre d'affaires atteint 600 millions de dollars, et propriétaire de la marque Pink Lady, présente dans plus de 100 pays. La société a lancé un projet de recherche unique, MARS, qui change la façon d'envisager la récolte. 

MARS (Monash Apple Retrieving System) est un système de cueillette de pommes développé par le docteur Chao Chen de l'Université Monash. Le robot a été conçu dans le cadre d'un projet de recherche de trois ans visant à améliorer l'efficacité de l'arboriculture et à résoudre le problème du manque de travailleurs agricoles. 

En bref :

1. MARS identifie plus de 90 % des pommes visibles à une distance de 1,2 m ;
2. le robot cueille plus de 85 % des pommes à la portée de son bras ;
3. la pince s'adapte aux différentes tailles et formes des fruits ;
4. le robot cueille une pomme toutes les sept secondes.

Le robot fonctionne de manière autonome : il reconnaît les fruits, évite les obstacles et se déplace seul entre les rangées du verger pendant la récolte. 

MARS se compose de trois éléments :

1. Un système de vision servant à identifier les pommes et à déterminer leur position. 
2. Un bras robotisé qui amène la « main » vers les pommes ciblées. 
3. Une « main » robotisée souple dotée d'une ventouse et d'une pince. 

« La conception du bras offre une double protection grâce à la partie ventouse et à la force de préhension. Cela nous permet d'augmenter nettement le taux de cueillettes réussies », a déclaré le docteur Chao Chen. 

Test dans un verger

MARS a été testé à Fankhauser Orchards pendant la récolte 2021. Lors de deux périodes de tests de deux semaines, en février et en avril, l'équipe du docteur Chen a fait travailler le robot d'abord avec des pommes Smitten, puis avec des Pink Lady. Tout cela s'est déroulé dans des vergers 2D spécialement aménagés. 

« En somme, le robot ressemble à un véhicule, et le verger à une route. Le véhicule et la route doivent répondre aux exigences l'un de l'autre pour fonctionner, si bien qu'à l'avenir le robot comme le verger devront être améliorés. Et ils évolueront »

Travail automatisé

L'objectif du docteur Chen est que le système robotisé travaille aux côtés des humains, et non qu'il les remplace entièrement dans le verger. 

Le professeur explique : « Par exemple, le robot travaillera mieux par mauvais temps (trop chaud, trop froid, trop humide) et la nuit. Le robot peut cueillir des fruits à une hauteur où il peut être difficile pour une personne d'accéder. Avec le développement de la robotique et la réorganisation des vergers, le robot deviendra plus efficace et moins coûteux, mais des humains continueront de cueillir les pommes que le robot ne peut pas atteindre, notamment celles qui se trouvent au fond du feuillage ». 

Le docteur Chen voit un potentiel d'évolution des robots pour d'autres tâches agricoles, lorsque les systèmes seront plus avancés et pourront plus facilement circuler entre les plantes et dans l'espace de vergers structurés et adaptés aux robots. 

Des robots aux avantages

Au-delà de l'intérêt pratique pour la récolte, le chercheur voit dans les innovations robotiques comme MARS un nouveau moyen d'attirer les jeunes vers les vergers grâce à des agrotechnologies passionnantes. 

« Nous constatons que les jeunes préfèrent vivre dans les grandes villes, car ils y voient davantage d'opportunités, alors que les zones rurales et l'agriculture sont perçues comme quelque chose de dépassé. La présence de ces systèmes robotiques à la ferme peut attirer les jeunes pour diverses raisons. Cela leur offre la possibilité de travailler dans la conception et le développement en utilisant des technologies très avancées. Cela change aussi la nature du travail proposé : moins de main-d'œuvre, davantage de management »

Le docteur voit un grand potentiel pour MARS dans un système de travail saisonnier. Selon lui, les robots pourraient suivre les différentes saisons de récolte au cours de l'année. MARS pourrait commencer par la récolte des pommes, puis se consacrer aux agrumes une fois celle-ci terminée. Ensuite, les robots s'occuperaient des fruits à noyau, avant de revenir aux pommes. 

Toute l'équipe de recherche souhaite comprendre comment adapter le système à différents fruits. La technologie est déjà prête pour un développement commercial, car l'entreprise a surmonté les principales difficultés initiales. 

Autres robots d'aide à la récolte

Le robot StrawBot aide à accomplir une tâche complexe : la récolte des fraises. De nombreuses tentatives ont été faites pour concevoir un robot autonome de cueillette de baies, mais aucune entreprise n'a atteint la perfection. Ag Pro Robotics a créé StrawBot pour automatiser la tâche consistant à récupérer auprès des ouvriers les caisses pleines de fraises et à les acheminer vers les points de collecte en bout de rang. 

Un tel robot permet aux agriculteurs d'économiser environ 18 à 35 % sur les coûts de main-d'œuvre. Il permet également d'utiliser 15 à 20 % de terres en plus, ce qui représente une augmentation significative des surfaces cultivées. 

Le robot Eve (Ève) de Ripe Robotics se prépare à la récolte industrielle de pommes, d'oranges et de fruits à noyau. Eve contrôle la qualité et la maturité de chaque fruit, puis le cueille automatiquement au moment optimal. Grâce à un tube d'aspiration souple, les fruits se détachent délicatement de l'arbre sans être endommagés.