Фото: із відкритих джерел
Команда робототехніків за участі дослідника Університету Західної Вірджинії створила «м’який» п’ятипалий захват, який поєднує тактильні та візуальні сенсори для оцінки стиглості й акуратного збирання фруктів. Розробку описали в Nature Communications після випробувань на полуниці.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
Дослідник Університету Західної Вірджинії (WVU) Ананд Мішра разом із колегами розробив м’який роботизований захват для збирання фруктів, який має допомогти зменшити пошкодження та втрати під час збирання і в ланцюгу постачання. За словами Мішри, система здатна оцінювати розмір, кривизну, колір і стиглість плодів, зокрема полуниці та авокадо.
Ключова ідея — поєднати делікатний контакт із плодом і точне «розуміння» його стану. М’які «пальці» захвату виготовлені із силікону та поліуретану, що дає змогу обережно працювати з ягодами та плодами з тонкою шкіркою, які легко травмуються. На відміну від жорстких захватів, які можуть залишати вм’ятини на стиглих плодах, м’яка конструкція має знизити ризик механічних пошкоджень.
Чому це важливо для ягідництва
У матеріалі наголошується, що визначення оптимального моменту збирання — одна з головних проблем у «від поля до полиці». Для культур із коротким вікном стиглості, як-от полуниця та малина, воно може становити лише день-два. При цьому такі плоди зазвичай м’які й швидко псуються. Зокрема, полуничні господарства можуть мати післязбиральні втрати до 25%.
Ще один виклик — не всі фрукти надійно змінюють зовнішній вигляд після достигання. У таких випадках лише візуальної оцінки недостатньо: як і люди, роботам часто потрібно «відчути» плід, щоб оцінити стиглість. Саме тому в розробці зробили ставку на комбінацію тактильних і візуальних сенсорів.
Технічні характеристики та параметри
- Конструкція: п’ятипалий м’який захват, який за описом нагадує руку та «морську зірку».
- Матеріали «пальців»: силікон і поліуретан.
- Тактильні та сенсори кривизни: у кожному «пальці» використано розтяжні оптичні волокна.
- Візуальні/дистанційні сенсори: у «долоні» розміщено мініатюризовану камеру та датчик відстані.
- Швидкодія: відкривання та закривання — менш ніж за 2 секунди.
- Вантажопідйомність: до 1 кг (понад 16 разів більше за власну вагу захвату).
- Точність прогнозування форми: майже 100% (за результатами, наведеними в матеріалі).
- Додаткові можливості сенсорики: система може відчувати жорсткість і згинання, а також ковзання, щоб визначати нестабільний хват.
- Спосіб збирання полуниці: плід можна знімати, скручуючи плодоніжку — без зрізання.
Випробування та походження дослідження
Захват тестували спочатку на полуниці з супермаркету, а потім — на живій рослині полуниці. Результати дослідження описані в статті в Nature Communications. Як зазначено в матеріалі, роботу розпочали в Organic Robotics Lab під керівництвом Роба Шепарда в Корнелльському університеті, а нині дослідження продовжують у лабораторії Мішри в WVU.
Що це може змінити в господарстві
У WVU підкреслюють, що швидка й точна інспекція плодів перед збиранням може зменшити псування та знизити витрати в ланцюгу постачання. Окремо згадуються проблеми ручного збирання — дефіцит робочої сили, питання здоров’я та помилки під час відбору стиглих плодів. Також автори звертають увагу, що багато роботизованих систем нині орієнтовані на тепличні умови, тоді як переважна частка культур вирощується у відкритому ґрунті.
«Наші швидкі, точні інспекції та збирання можуть зменшити псування фруктів і знизити витрати в ланцюгу постачання», — сказав Ананд Мішра.
Окрім садівництва та ягідництва, у матеріалі також згадуються потенційні напрями застосування технології — від харчової обробки до медицини та підводних маніпуляцій, однак основний фокус розробки — саме зменшення харчових втрат і фінансових збитків у агропостачанні.