Революция в аграрната роботика от Корнелския университет
Изследователи от Корнелския университет са разработили мек роботизиран захват (soft robotic gripper), който използва разтегливи оптични сензори, за да оценява зрелостта на плодове чрез допир и да бере ягоди без да ги уврежда.
Системата измерва твърдостта на плодовете и използва контролирано усукващо движение, за да ги отделя безопасно от растението.
Изследването е публикувано на 23 март в списание Nature Communications и е ръководено от Ананд Мишра в лабораторията на професор Роб Шепърд (John F. Carr Professor of Mechanical Engineering). В проекта участва и проф. Марвин Притс от областта на градинарството, с фокус върху приложения в производството на ягодоплодни култури.
Как работи меката роботизирана система
„Страхотното в Корнел е, че сме едновременно силен аграрен и инженерно-технологичен университет,“ коментира проф. Шепърд. „Това ни позволява да комбинираме роботиката с реални земеделски приложения.“
Роботизираният захват е оборудван с два фиброоптични деформационни сензора, които измерват кривина и налягане. Това позволява на системата да определя формата и твърдостта на плода и да регулира силата на захвата, така че да не го повреди.
„Фиброоптичните деформационни сензори имат същите механични свойства като самия захват. Това е като материалът на робота да ‘усеща’ плода, вместо да има отделни сензори,“ обяснява Шепърд.
Роботизирано бране на ягоди чрез машинно обучение
Системата е обучена върху ягоди като моделна култура. Според учените зрелостта на ягодите може да се определи по цвета им, което служи за валидиране на данните от сензорите.
„Можем да определим много точно кога ягодите са узрели по цвета им,“ казва Шепърд. „Това ни позволява да обучим модела да разпознава зрелост чрез допир и да го проверим визуално.“
След като роботът захване плода, планетарен зъбен механизъм завърта захвата, за да отдели ягодата без дърпане и без увреждане. Системата включва и камера, която открива плодове, скрити под листата.
Приложения в други селскостопански култури
Технологията може да бъде използвана и при култури, при които зрелостта не се разпознава лесно визуално, като авокадо, ананас и папая (pawpaw).
„Проблемът с папаята е, че не можеш лесно да видиш кога е узряла, а тя узрява много бързо. Ако не си там в точния момент, просто я изпускаш,“ обяснява Шепърд.
Бъдещето на роботиката в земеделието
Според изследователите, роботизираните системи могат да подпомогнат устойчиви земеделски модели, включващи различни култури, и да намалят нуждата от пестициди и интензивна ръчна работа.
„Роботите ще ни позволят да правим неща, които икономически не са възможни в момента,“ казва Шепърд. „Управлението на ферма е изключително сложно, а роботиката може да промени това из основи.“
