Робот MARS — збирач яблук із низкою переваг

APAL (Apple and Pear Australia Limited) — національний представник австралійської індустрії яблук і груш з оборотом $600 млн, власник бренду Pink Lady у понад 100 країнах. Компанія створила унікальний дослідницький проєкт MARS, який змінює уявлення про збирання врожаю. 

MARS (Monash Apple Retrieving System) — система збирання яблук, розроблена доктором Чао Ченом з Університету Монаша. Робота розробили в рамках трирічного дослідницького проєкту з підвищення ефективності садівництва та вирішення проблеми нестачі сільськогосподарських робітників. 

Коротко і по суті:

1. MARS ідентифікує понад 90% видимих яблук з відстані 1,2 м;
2. робот збирає понад 85% яблук, до яких дотягується його рука;
3. захоплення адаптується до різних розмірів і форм плодів;
4. робот збирає одне яблуко за сім секунд.

Робот працює автономно, розпізнаючи плоди, оминаючи перешкоди та самостійно пересуваючись рядами плодових садів під час збирання врожаю. 

MARS складається з трьох компонентів:

1. Система зору, що використовується для ідентифікації та визначення положення яблук. 
2. Роботизована рука, що переносить «пензель» до цільових яблук. 
3. М'який роботизований «пензель» із присоскою та захопленням. 

«Конструкція руки забезпечує подвійний захист частини з присоскою та силу захоплення. Це дозволяє нам значно збільшити відсоток успішних збирань», — розповів доктор Чао Чен. 

Тестування в плодовому саду

MARS тестували у Fankhauser Orchards під час збирання врожаю 2021 року. Під час дворитневих періодів тестування в лютому та квітні команда доктора Чена змушувала робота працювати спочатку з яблуками Smitten, а потім — з Pink Lady. Усе це відбувалося в спеціально побудованих 2D-садах. 

«По суті робот нагадує транспортний засіб, а сад — дорогу. Транспортний засіб і дорога мають відповідати вимогам одне одного, щоб функціонувати, тому в майбутньому і роботу, і саду знадобляться покращення. І вони змінюватимуться»

Автоматизована праця

Мета доктора Чена полягає в тому, щоб система робототехніки працювала разом з людьми, а не повністю замінювала їх у саду. 

Професор розповів: «Наприклад, робот працюватиме краще за поганої погоди (занадто спекотно, занадто холодно, занадто волого) і вночі. Робот може збирати плоди на висоті, до якої людині може бути важко дістатися. З розвитком робототехніки та реконструкцією садів робот стане ефективнішим і дешевшим, але люди все одно збиратимуть яблука, які роботу важко дістати, зокрема ті, що знаходяться глибоко в листі».

Доктор Чен бачить потенціал еволюції роботів в інших сільськогосподарських завданнях, коли системи стануть досконалішими і зможуть легше долати рослини та простір у структурованих садах, зручних для роботів. 

Роботи з перевагами

Окрім практичності збирання врожаю, дослідник розглядає роботизовані інновації, як-от MARS, як новий спосіб залучити молодь до садів за допомогою захопливих агротехнологій. 

«Ми бачимо тенденцію: молодь прагне жити у великих містах, бо вважає, що там більше можливостей, тоді як сільські райони та сільське господарство сприймаються як щось, що залишилося «позаду». Наявність таких робототехнічних систем на фермі може залучити молодь з різних причин. Це дає їм можливість працювати у сфері проєктування та розробки з використанням дуже передових технологій. Це також змінює характер роботи — менше робочої сили, більше менеджменту»

Доктор бачить великий потенціал MARS для системи сезонної праці. За його словами, роботи можуть стежити за різними сезонами збирання врожаю протягом року. MARS може почати зі збирання яблук, а після його завершення зайнятися цитрусовими. Далі роботи переходять до кісточкових плодів, після чого знову повертаються до яблук. 

Уся команда дослідників зацікавлена в тому, щоб зрозуміти, як адаптувати систему до різних плодів. Технологія вже готова до комерційної розробки, оскільки початкові ключові труднощі компанія подолала. 

Інші роботи-помічники для збирання врожаю

Робот StrawBot допомагає у такому складному завданні, як збирання полуниці. Було багато спроб створити автономного бота для збирання ягід, але жодна компанія не довела процес до досконалості. Ag Pro Robotics створила StrawBot, щоб автоматизувати завдання із збирання повних місткостей з полуницею у робітників і доставки їх до точок збору в кінці ряду. 

Такий робот забезпечує фермерам економію витрат на робочу силу приблизно на 18-35%. Також це дозволяє використовувати на 15-20% більше землі, що є значним збільшенням посівних площ. 

Робот Eve (Ева) від Ripe Robotics готується до промислового збирання яблук, апельсинів і кісточкових фруктів. Ева перевіряє якість і стиглість кожного плода, а потім автоматично збирає його в оптимальний час. Завдяки м'якій всмоктувальній трубці плоди акуратно відокремлюються від дерева і не пошкоджуються.