ロボット「MARS」、多くの利点を持つリンゴ収穫機

2021年8月15日, 10:00

APAL（Apple and Pear Australia Limited）は、オーストラリアのリンゴと梨の産業を代表する全国組織で、年間売上高は6億ドル、100以上の国で「Pink Lady」ブランドを保有しています。同社は、収穫の在り方を変える独自の研究プロジェクトMARSを立ち上げました。

MARS（Monash Apple Retrieving System）は、モナッシュ大学のチャオ・チェン博士が開発したリンゴ収穫システムです。このロボットは、果樹栽培の効率を高め、農業労働者不足の問題を解決することを目的とした3年間の研究プロジェクトの一環として開発されました。

要点は次のとおりです：

MARSは1.2メートルの距離から、見えているリンゴの90%以上を識別します。
ロボットは、腕が届く範囲にあるリンゴの85%以上を収穫します。
グリッパーは果物のさまざまなサイズや形状に適応します。
ロボットは1個のリンゴを7秒で収穫します。

ロボットは自律的に動作し、果物を認識し、障害物を避けながら、収穫期に果樹園の列を自力で移動します。

MARSは3つの構成要素からなります：

リンゴを識別し、位置を特定する視覚システム。
「手先」をターゲットのリンゴまで運ぶロボットアーム。
吸盤とグリッパーを備えた柔らかいロボットの「手先」。

「アームの構造は、吸盤部分の二重の保護と把持力を両立させています。そのおかげで、収穫の成功率を大幅に高めることができます」と、チャオ・チェン博士は語りました。

果樹園でのテスト

MARSは2021年の収穫期にFankhauser Orchardsでテストされました。2月と4月の2週間のテスト期間中、チェン博士のチームはロボットにまずSmittenのリンゴを、次にPink Ladyのリンゴを扱わせました。これらはすべて、特別に作られた2Dの果樹園で行われました。

「ロボットは乗り物に、果樹園は道路に似ています。乗り物と道路は互いの要件を満たして初めて機能するため、今後はロボットにも果樹園にも改良が必要になります。そして、それらは変化していくでしょう。」

自動化された労働

チェン博士の目標は、果樹園でロボットが人を完全に置き換えるのではなく、人と協働することです。

教授は次のように語りました。「例えば、ロボットは悪天候（暑すぎる、寒すぎる、湿度が高すぎる）や夜間でも、より良く作業できます。また、人が手の届きにくい高所の果実を収穫することもできます。ロボット工学の発展や果樹園の再編によって、ロボットはより効率的で安価になりますが、葉の奥深くにあるなど、ロボットには取りにくいリンゴは、依然として人が収穫することになるでしょう」。

チェン博士は、システムがより高度になり、ロボットに適した構造化された果樹園で植物や空間をより容易に移動できるようになれば、他の農作業においてもロボットが進化する可能性があると考えています。

利点を備えたロボット

研究者は、収穫の実用性に加えて、MARSのようなロボット技術の革新を、先進的な農業技術によって若い人々を果樹園に呼び込む新しい方法とも捉えています。

「若者は、より多くの機会があるとして大都市に住むことを好む傾向が見られ、一方で地方や農業は「取り残された」ものと見なされがちです。農場にこうしたロボットシステムがあることは、さまざまな理由から若者を引きつける可能性があります。非常に先進的な技術を用いた設計・開発の仕事に携わることができるからです。また、求められる仕事の性質も変わります。必要な労働力は減り、マネジメントの比重が高まるのです。」

博士は、MARSが季節労働の仕組みに大きな可能性をもたらすと考えています。博士によると、ロボットは一年を通じて異なる収穫シーズンを追うことができます。MARSはまずリンゴの収穫から始め、それが終わると柑橘類の収穫に移ることができます。その後、ロボットは核果類を追い、再びリンゴへと戻ります。

研究チーム全体は、システムをさまざまな果物に適応させる方法を理解することに関心を持っています。最初の主要な課題は克服されたため、この技術はすでに商用開発の準備が整っています。

収穫を支援するその他のロボット

ロボットStrawBotは、イチゴの収穫という難しい作業を支援します。ベリーを収穫する自律型ボットの開発は数多く試みられてきましたが、完成の域に達した企業はありませんでした。Ag Pro Roboticsは、作業員から果実でいっぱいになったコンテナを受け取り、列の端の集荷地点まで運ぶ作業を自動化するためにStrawBotを開発しました。