Робот MARS — сборщик яблок с множеством преимуществ

APAL (Apple and Pear Australia Limited) — национальный представитель австралийской индустрии яблок и груш с оборотом $600 млн, владелец бренда Pink Lady в более чем 100 странах. Компания создала уникальный исследовательский проект MARS, меняющий представление о сборе урожая. 

MARS (Monash Apple Retrieving System) — система сбора яблок, разработанная доктором Чао Ченом из Университета Монаша. Робота разработали в рамках трехлетнего исследовательского проекта по повышению эффективности садоводства и решению проблемы нехватки сельскохозяйственных рабочих. 

Коротко и по делу:

1. MARS идентифицирует более 90% видимых яблок с расстояния 1,2 м;
2. робот собирает более 85% яблок, до которых достает его рука;
3. захват адаптируется к разным размерам и формам фруктов;
4. робот собирает одно яблоко за семь секунд.

Робот работает автономно, распознавая фрукты, избегая препятствий и самостоятельно передвигаясь по рядам фруктовых садов во время сбора урожая. 

MARS состоит из трех компонентов:

1. Система зрения, используемая для идентификации и определения положения яблок. 
2. Роботизированная рука, переносящая «кисть» к целевым яблокам. 
3. Мягкая роботизированная «кисть» с присоской и захватом. 

«Конструкция руки обеспечивает двойную защиту части с присоской и силу захвата. Это позволяет нам значительно увеличить процент успешных сборов», — рассказал доктор Чао Чен. 

Тестирование во фруктовом саду

MARS тестировали в Fankhauser Orchards во время сбора урожая 2021 года. Во время двухнедельных периодов тестирования в феврале и апреле команда доктора Чена заставляла робота работать сначала с яблоками Smitten, а затем — с Pink Lady. Все это происходило в специально построенных 2D-садах. 

«По сути робот напоминает транспортное средство, а сад — дорогу. Транспортное средство и дорога должны удовлетворять требованиям друг друга, чтобы функционировать, поэтому в будущем как роботу, так и саду потребуются улучшения. И они будут меняться»

Автоматизированный труд

Цель доктора Чена заключается в том, чтобы система робототехники работала с людьми, а не полностью заменяла их в саду. 

Профессор рассказал: «Например, робот будет лучше работать в плохую погоду (слишком жарко, слишком холодно, слишком влажно) и ночью. Робот может собирать фрукты на высоте, до которой человеку может быть трудно добраться. С развитием робототехники и реконструкции садов робот станет более эффективным и дешевым, но люди по-прежнему будут собирать яблоки, которые роботу сложно достать, в частности те, что находятся глубоко в листве». 

Доктор Чен видит потенциал эволюции роботов в других сельскохозяйственных задачах, когда системы станут более продвинутыми и смогут легче преодолевать растения и пространство в структурированных садах, удобных для роботов. 

Роботы с преимуществами

Помимо практичности сбора урожая, исследователь рассматривает роботизированные инновации, как MARS, в качестве нового способа привлечения молодых людей в сады с помощью захватывающих агротехнологий. 

«Мы видим тенденцию к тому, что молодые люди предпочитают жить в больших городах, потому что они видят в них больше возможностей, в то время как сельские районы и сельское хозяйство они считают чем-то, что осталось «позади». Наличие этих робототехнических систем на ферме может привлечь молодых людей по разным причинам. Это дает им возможность работать в сфере проектирования и разработки с использованием очень передовых технологий. Это также меняет характер предлагаемой работы — меньше рабочей силы, больше менеджмента»

Доктор видит большой потенциал в MARS для системы сезонного труда. По его словам, роботы могут следить за разными сезонами сбора урожая в течение года. MARS может начинать со сбора урожая яблок, а после его окончания заняться сбором цитрусовых. Затем роботы следят за косточковыми фруктами, после чего снова возвращаются к яблокам. 

Вся команда исследователей заинтересована в том, чтобы понять, как адаптировать систему к разным фруктам. Технология уже готова к коммерческой разработке, поскольку первоначальные ключевые трудности компания преодолела. 

Другие роботы-помощники для сбора урожая

Робот StrawBot помогает в такой сложной задаче, как сбор урожая клубники. Было множество попыток разработать автономного бота для сбора ягод, но ни одна компания не довела процесс до совершенства. Ag Pro Robotics создала StrawBot, чтобы автоматизировать задачу по сбору полных емкостей с клубникой у рабочих и доставке их к точкам сбора в конце ряда. 

Такой робот обеспечивает фермерам экономию затрат на рабочую силу примерно на 18-35%. Также это позволяет использовать на 15-20% больше земли, что является значительным увеличением посевных площадей. 

Робот Eve (Ева) от Ripe Robotics готовится к промышленному сбору яблок, апельсинов и косточковых фруктов. Ева проверяет качество и спелость каждого фрукта, а затем автоматически собирает его в оптимальное время. Благодаря мягкой всасывающей трубке фрукты аккуратно отделяются от дерева и не повреждаются.