Zrobotyzowany chwytak do jabłek rewolucją w rolnictwie
Naukowcy opracowali zrobotyzowany chwytak, który ma szansę wpłynąć w znaczący sposób w jaki sposób zbieramy jabłka.
Ułatwiający życie chwytak jest w stanie delikatnie, ale skutecznie zbierać jabłka z drzew, minimalizując ryzyko uszkodzenia owoców. Jest to część większego systemu, który w przyszłości może przejąć różne prace rolne, odciążając rolników borykających się z ciągłymi niedoborami siły roboczej.
Stan Waszyngton jest liderem w produkcji jabłek w Stanach Zjednoczonych. W 2022 roku przemysł jabłkowy wniósł ponad dwa miliardy dolarów do produktu krajowego brutto USA. Gospodarstwa rolne w tym regionie zatrudniają od kilkunastu do setek pracowników sezonowych do prac takich jak zapylanie, przycinanie, przerzedzanie kwiatów i zbiór owoców. Jednak z powodu starzenia się społeczeństwa i spadającej liczby migrujących pracowników rolnych, rolnicy coraz częściej mają trudności z zaspokojeniem swoich potrzeb kadrowych podczas sezonu zbiorów.
W odpowiedzi na wyzwania, naukowcy z Washington State University zaczęli rozwijać zrobotyzowane systemy do zbioru owoców. Jednak dotychczasowe rozwiązania były często drogie i skomplikowane w obsłudze. Nowy chwytak opracowany przez zespół WSU stanowi zmianę w tej dziedzinie. Ważący około dwóch trzecich funta chwytak wykorzystuje trzy kable do poruszania palcami zakończonymi twardym plastikiem i gumą silikonową, które są wydrukowane w technologii 3D. Dzięki temu palce są na tyle delikatne, by nie uszkadzać jabłek, ale jednocześnie wystarczająco mocne, by skutecznie je zrywać z drzew.
Chwytak, którego koszt produkcji wynosi około 30 dolarów, posiada przełącznik umożliwiający uchwycenie jabłka i jego wypuszczenie. W testach przeprowadzonych w sadach udało się zebrać ponad 87,5% jabłek bez ich uszkadzania. Jak zaznacza dr Chris Ninatanta, doktorant i pierwszy autor pracy opublikowanej w materiałach 7. Międzynarodowej Konferencji IEEE na temat Miękkiej Robotyki, projekt ten ma na celu pomoc rolnikom w radzeniu sobie z niedoborami siły roboczej, które są poważnym problemem dla sadowników w Waszyngtonie.
Ninatanta, który dorastał w Yakima w stanie Waszyngton, w dzieciństwie zbierał owoce wraz z rodzicami. To doświadczenie zainspirowało go do pracy nad projektem chwytaka. Jak sam mówi, poprosił rodziców o nagranie ich pracy przy zbiorze owoców, aby mógł modelować swój chwytak na podstawie ich metod. Dzięki temu projekt ma nie tylko wymiar technologiczny, ale także osobisty, co dodatkowo motywuje zespół do dalszego rozwoju.
Kolejnym krokiem dla zespołu z WSU jest połączenie lekkiego chwytaka z tanim systemem robotycznym, który przypomina nadmuchiwane rurki używane w reklamie zewnętrznej, ale jest sztywniejszy. Naukowcy pracują również nad dodaniem pokładowej kamery, która będzie precyzyjnie prowadzić ramię robota, oraz nad mechanizmem obrotowym chwytaka, który pozwoli na delikatniejsze obchodzenie się z łodygami jabłek. Planują przetestować cały system w laboratorium jeszcze w tym roku, a następnie przeprowadzić próby na polach uprawnych.
Rozwój zrobotyzowanych systemów zbioru jabłek ma potencjał, aby znacząco zmienić sposób prowadzenia prac rolnych. Automatyzacja tych procesów nie tylko pozwoli rolnikom zredukować koszty pracy, ale także zwiększy efektywność zbiorów i minimalizuje ryzyko uszkodzenia owoców. W dłuższej perspektywie, takie innowacje mogą przyczynić się do zwiększenia rentowności gospodarstw rolnych i zapewnienia stabilnych dostaw owoców na rynku.
Dzięki swojej delikatności i efektywności, chwytak może stanowić odpowiedź na problemy związane z niedoborami siły roboczej i rosnącymi kosztami pracy. Jego dalszy rozwój i integracja z zaawansowanymi systemami zrobotyzowanymi mają potencjał, aby przynieść znaczące korzyści rolnikom na całym świecie, wspierając ich w prowadzeniu bardziej efektywnych i rentownych gospodarstw.
Szymon Ślubowski
