Інженери розробили прототип маніпулятора з чотирма ступенями свободи, здатного збирати гриби. Він може зірвати печериці, не пошкоджуючи їх, за допомогою присосок. Ефективність робота склала 97 відсотків, а проблеми були лише з грибами, що росли під нахилом. Свого робота вчені представили у Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers.
Penn State
Навіщо нам робот, що збирає гриби?
Збір печериць вимагає багато часу і трудовитрат, тому роботизація процесу могла б значно здешевити його. Однак, щоб розробити ефективну роботизовану систему збору врожаю, необхідно протестувати і проаналізувати різні типи схем збору, щоб вибрати оптимальний механізм маніпулятора, який би міг і збирати гриби, і лишати їх цілими. Однак, поки для вирощених на грядках грибів використовується така механізована система збору, що просто за допомогою стрічкової конвеєрної системи зрізає врожай. Це значно економить час, але не підходить для продажу - гриби збиралися незалежно від розміру і зрілості, а ніж негарно їх зрізав, часто лишаючи гриби зовсім без шапинки.
Тобто такий роботизований збір врожаю унеможливлює контроль якості та і взагалі шкодить їй. Вимоги до свіжих, товарного вигляду грибів, містять однорідність розміру, зрілість та невеликі пошкодження і забруднення ґрунтом. Але для виконання цих умов, системи мають виконувати цілий ряд послідовних завдань: від визначення придатності з боку місця розташування гриба і його розміру, до обережного збору, щоб не пошкодити сусідні. В ідеалі робот має самостійно знайти потрібну печерицю, обережно обрізати ніжку та помістити гриб у контейнер.
Як робот має збирати врожай?
Гриби - це делікатні культури, і під час збору врожаю їх легко пошкодити. Вм’ятини на грибах є основною причиною зниження вартості врожаю на ринку, тому їхня кількість і стала головним показником для оцінки роботи маніпулятора. Для того, щоб розібратися із тим, як робот має збирати гриби, вчені спершу самі вирішили зрозуміти, як правильно це робити. Тож у попередньому дослідженні ця ж команда інженерів збирала печериці у роботизованій рукавичці. Вона завдяки датчикам сили допомогла визначити чотири безпечні для грибів способи збирання та підказала, що найкраще збирати їх варто трошки згинаючи, а потім прокручуючи. Результати експериментів застосували для розробки прототипа робота. Маніпулятор має актуатор із присосками, який може згинатися із чотирма ступенями свободи, та лезо для обрізання грибних ніжок. Тиск і час дії повітря вирахували спеціально для зменшення фізичного впливу на продукт. Робота мають поєднати із системою машинного зору та пристосувати для збору грибів, що ростуть на так званих стелажних грядках.
Penn State
Що зібрали інженери?
Робота тестували у Центрі дослідження грибів Пенсільванії, де він мав 70 спроб зібрати вирощені у діжках печериці. Маніпулятор зміг влучити у потрібний гриб та у 90 відсотках випадків успішно його зібрати. Якщо ж дати йому можливість взятися за гриб вдруге, ефективність росла до 94,2 відсотка. Зрізав гриби він із 97-відсотковим успіхом. Основною причиною невдач були печериці, що росли під кутом - тоді маніпулятор не міг взятися за шляпицю правильним чином.
Також раніше ми вже розповідали, як на ім'я Амаран з Індії навчився збирати кокоси.