Роботы для сбора твердых плодов   --   Каталог автономных сельскохозяйственных роботов 

Одно из направлений, которое привлекает разработчиков автономных сельскохозяйственных роботов во многих странах, это роботы для сбора яблок и других схожих плодов.

Тему стимулирует рост дефицита сезонных работников из-за изменения политики взаимодействия с мигрантами в ряде стран, а также противоэпидемические меры и рост стоимости привлечения сезонных работников.

Проблематика создания роботов для сбора яблок состоит из поиска оптимальных решений по следующим направлениям:

1. требуется система компьютерного зрения на базе AI, способная эффективно обнаруживать плоды в кроне дерева и принимать решение о степени спелости плода. 

2. требуется система, способная собирать плоды, а именно - отделять плод от ветки, не повреждая плод или дерево, причем достаточно быстро, за время, сравнимое с тем, что затрачивает опытный сборщик яблок. Как правило, для этого используют пневмозахват. 

3. требуется транспортная система, способная переместить яблоко, отделенное от ветви, в соответствующий бункер для временного хранения. Распространенное решение - подсоединенный к пневмозахвату рукав, по которому яблоко перемещается от ветки до бункера, другое решение - механический манипулятор. 

4. требуется мобильная платформа, способная нести на себе остальные системы и контейнеры с собранными плодами. Эта платформа не должна потреблять много энергии, желательно, чтобы ее привод был электрическим, чтобы она была простой в эксплуатации и ремонте, чтобы она могла перемещаться по территории сада. Такая платформа может быть автономной в плане ориентации в аллеях сада. Допустима частичная автономия, когда платформой управляет человек, он же присматривает за ее функционированием, занимается погрузкой и разгрузкой, но не сбором яблок. 

Разработчики в разных странах стараются найти решения если не всех, то хотя бы части вопросов. 

 

Примеры разработок робота для сбора яблок

Россия

ФНАЦ ВИМ, Россия 

2020.11.25 Финансовый университет при Правительстве РФ и Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ при технологической поддержке Microsoft разработали умного робота для сбора  яблок. Участники проекта заявляют, что им удалось добиться высокой точности распознавания и сбора плодов (97% и 90% соответственно). Эти показатели значительно выше, чем у западных аналогов (85% и 75% соответственно), при том, что планируемая цена устройства в семь раз ниже. Использование робота позволит увеличить сбор урожая на 30%. Подробнее. 

 

Австралия

Monash University, Австралия

MARS, Monash University, Австралия

2021.07 Проект MARS разрабатывает в Австралии в Университете Монаша команда доктора Чао Чена. Система компьютерного зрения робота MARS позволяет ему выявлять более 90% видимых с каждой конкретной позиции плодов с расстояния 1.2 метра. MARS способен собрать более 85% замеченных яблок, до которых ему позволяет дотянуться его манипулятор. Захват может подстраиваться под плоды различного размера и формы. На сбор яблока у робота уходит не более 7 с. Робот рассчитан на автономную работу, он самостоятельно выявляет плоды, избегает препятствий и автономно движется по аллеям сада, перемещаясь от яблони к яблони. РТК состоит из трех основных компонентов: системы компьютерного зрения, которая выявляет плоды; роботизированного манипулятора на основе коллаборативного робота Universal Robots, который перемещает захват к плоду, а также из мягкого захвата в который также входит вакуумная присоска. Подробнее. 

 

Ripe Robotics, Австралия

Eve, Ripe Robotics, Австралия

Австралийская компания Ripe Robotics приступила к коммерческим испытаниям нового полностью автоматизированного робота Eve для сбора фруктов. Eve заменит собой робота второго поколения Clive.
Робот способен собирать яблоки и апельсины (бункерный контейнер вмещает 380 кг яблок или 420 кг апельсинов). Сбор идет с помощью всасывающей трубки. Робот способен собирать спелые яблоки, сливы, апельсины. 
В коммерческое производство робот поступит в 2022 году, если компания привлечет дополнительно AUS$450 тысяч.

 

 

Израиль

FFRobotics, Израиль

название робота неизвестно

FFRobotics разрабатывает устройства с трехпальцевыми захватами, при помощи которых роботы могут отодвигать фрукт от листвы и веток и “сворачивать” его (как вариант - срезать) с ветки. У одной машины может быть от 4 до 12 рук, производительность - вплоть до 10 тысяч собранных яблок в час. Устройство не идеально - оно способно собрать 85-90% плодов, остальные придется добирать вручную. По расчетам производителя, в условиях США такой робот окупится за 2 года. Прототип будет представлен официально осенью 2017 года. 

2017.05.03 Роботизированная сборка фруктов - выбор решений растет 

 

Tevel Aerobotics Technologies, Израиль

FAR, Teval Aerobotics Technologies

2022.08.31 Израильский стартап Tevel Aerobotics Technologies разрабатывает дроны FAR, способные собирать урожай яблок, персиков, нектаринов, абрикосов и слив при помощи метрового манипулятора. За сезон один дрон способен обслуживать территорию порядка 2,5 акров - крупному хозяйству потребуется до 2 тысяч беспилотников. Подробнее. 

 

США

Advanced Farm Technologies, США

название неизвестно

2022.04.20 Американский стартап Advanced Farm Technologies разрабатывает роботов для сбора яблок. Компания известна, в том числе, как производитель автономных роботов для сбора спелой клубники - на момент подготовки статьи, десяток систем проходили испытания в Калифорнии. Некоторые роботы собирают свыше 100 тысяч ягод в день. Как ожидается, прототипы “яблочных” роботов будут развернуты в августе 2022 года - испытания займут порядка 3 месяцев. Подробнее

 

Abudant Robotics, США

название робота неизвестно

www.abundantrobotics.com  Компания основана в марте 2016 года. 
В августе 2016 года представлен робот для сборки яблок без их повреждения за счет использования вакуумной сборки. Робот засасывает яблоко в трубу, где плод проходит мимо амортизирующих трубок, замедляющих скорость его движения до безопасной. На сбор одного плода затрачивается 1 секунда. Робот самостоятельно передвигается от дерева к дереву. 
Калифорнийская компания Abundant Robots собрала свыше $12 млн финансирования на май 2017 года. 
На лето 2016 года существует в виде прототипа, но планируется его массовое производство. 
2017.05.03 Роботизированная сборка фруктов - выбор решений растет  
2016.08.16 Американская компания разработала робо-пылесос для сбора яблок #abudant robotics

Vision Robotics, США

Grapevine Pruner

Другой калифорнийский стартап, Vision Robotics, разрабатывает машину для сбора апельсинов. Компания была основана в 1999 году. Роботы трудятся в тандеме: один формирует трехмерную модель фруктового дерева, а второй многорукий аппарат собирает плоды. Также в VR разработали робота для прореживания салата-латука, автоматизированный секатор для виноградной лозы Grapevine Pruner и машины для борьбы с сорняками.  

GrapeVine Pruner предназначен для срезания и сорняков между виноградными лозами. Ориентация по GPS. Робот способен автономно двигаться по винограднику. Настройки осуществляются через мобильное приложение. Производительность 1 га за 150 часов. Подзарядка аккумулятора от фотоэлектрической батареи.

 

Новости

2021.07 Проект MARS разрабатывает в Австралии в Университете Монаша команда доктора Чао Чена. Система компьютерного зрения робота MARS позволяет ему выявлять более 90% видимых с каждой конкретной позиции плодов с расстояния 1.2 метра. MARS способен собрать более 85% замеченных яблок, до которых ему позволяет дотянуться его манипулятор. Захват может подстраиваться под плоды различного размера и формы. На сбор яблока у робота уходит не более 7 с. Робот рассчитан на автономную работу, он самостоятельно выявляет плоды, избегает препятствий и автономно движется по аллеям сада, перемещаясь от яблони к яблони. РТК состоит из трех основных компонентов: системы компьютерного зрения, которая выявляет плоды; роботизированного манипулятора на основе коллаборативного робота Universal Robots, который перемещает захват к плоду, а также из мягкого захвата в который также входит вакуумная присоска. Подробнее. 

2020.11.25 Финансовый университет при Правительстве РФ и Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ при технологической поддержке Microsoft разработали умного робота для сбора  яблок. Участники проекта заявляют, что им удалось добиться высокой точности распознавания и сбора плодов (97% и 90% соответственно). Эти показатели значительно выше, чем у западных аналогов (85% и 75% соответственно), при том, что планируемая цена устройства в семь раз ниже. Использование робота позволит увеличить сбор урожая на 30%. Подробнее.  

2017.05.03 Роботизированная сборка фруктов - выбор решений растет  

2016.08.16 Американская компания разработала робо-пылесос для сбора яблок #abudant robotics