Надувная рука-робот собирает яблоки

Недорогой и простой роботизированный манипулятор для сбора яблок когда-нибудь может помочь в сборе фруктов и других сельскохозяйственных работах.

Надувная рука может видеть яблоко, а затем выдвигаться и втягиваться, чтобы собрать фрукт примерно за 25 секунд. Рука длиной два фута с металлическим основанием весит менее 50 фунтов и сделана из мягкой ткани, наполненной воздухом, которая похожа на дурацких надувных человечков-трубочек, которые используются в наружной рекламе, но прочнее их.

Исследование опубликовано в журнале Умные сельскохозяйственные технологии.

Команда Университета штата Вашингтон сотрудничает с исследователями из Центра расширения исследований Проссера и Маноджем Карки из Корнелльского университета, чтобы адаптировать руку к автоматизированной движущейся платформе, которая также разрабатывается для перемещения по фруктовым садам.

«Несложный характер конструкции делает ее недорогой, простой в обслуживании и очень надежной для мягкого робота», — говорит Минг Луо, доцент Школы машиностроения и материаловедения WSU и автор-корреспондент этой работы.

Производители фруктовых деревьев во всем мире сталкиваются с нехваткой рабочей силы для выполнения таких важных операций, как сбор урожая и обрезка. Штат Вашингтон лидирует в стране по производству яблок и черешни, которые в 2023 году принесли более 2 миллиардов долларов в валовой внутренний продукт США. По всему Вашингтону фермы ежегодно нанимают сотни рабочих для работы в садах, в том числе для опыления, обрезки, прореживания цветов и сбора фруктов. В условиях старения населения и уменьшения числа мигрантов работники фермыОднако фермеры изо всех сил пытаются удовлетворить свои потребности в рабочей силе во время сезона сбора урожая.

Этой осенью, путешествуя по штату, Луо увидел фруктовые сады с гниющими на земле фруктами.

«Это просто трата», — говорит он.

В последние годы исследователи начали разрабатывать роботизированные системы сбора яблок, но они, как правило, большие, дорогие и сложные в использовании в садах.

Материалы для руки, разработанные командой WSU, стоят около 5500 долларов. Поскольку кронштейн представляет собой надутую трубку, он весит немного, поэтому его безопасно использовать, когда рядом находятся люди, и он не повредит нежные ветки или яблоки. Он также предназначен для работы в современных яблоневых садах, ветки которых расположены линейно вдоль плоскости или в виде V-образной решетки, что обеспечивает идеальные условия для выращивания и сбора урожая.

«Эта очень недорогая и безопасная роботизированная платформа идеально подходит для садовых условий», — говорит Райан Дорош, кандидат наук и ведущий автор работы.

По сравнению со сборщиками-людьми, которые срывают яблоки каждые три секунды, роботизированная рука все еще работает медленно. Исследователи совершенствуют некоторые механические компоненты, а также работают над улучшением элементарной системы обнаружения, которая затрудняет сбор больше, чем движение роботизированной руки. Они также работают над развитием способности руки выполнять другие задачи в саду, такие как обрезка, прореживание цветов и опрыскивание. Разработав экономически эффективное решение и имея рука робота смогут выполнять несколько задач, они надеются, что фермеры в конечном итоге смогут покупать несколько недорогих роботов.

Исследователи работают с командой Управления инноваций и предпринимательства WSU над защитой интеллектуальной собственности и коммерциализацией этой технологии.

Работа финансировалась Национальным научным фондом, Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США и Вашингтонской комиссией по исследованию фруктов деревьев и была протестирована в Allan Brothers Fruit в Проссере, штат Вашингтон.

Источник: Вашингтонский государственный университет