Zastosowanie robotów do zbierania grzybów
Wielu producentów ma trudności z zaspokojeniem rosnącego globalnego popytu na grzyby jadalne. Kluczowym czynnikiem są tu koszty pracy. „Zbieranie grzybów wymaga dokładności, zręczności i wrażliwości na dotyk”, wyjaśnia koordynator projektu SoftGrip Matteo Cianchetti z Scuola Superiore di Sant’Anna we Włoszech. „Z tych powodów trudno jest zautomatyzować tę czynność. Nadal potrzebni są zatem wyszkoleni pracownicy, o których bywa trudno”.
Automatyzacja zbierania grzybów
Celem projektu SoftGrip było odciążenie producentów poprzez znalezienie nowych sposobów na automatyzację zbierania. Zespół rozpoczął od zidentyfikowania kluczowych problemów, za sprawą których zbieranie grzybów jest tak skomplikowane. „Jedną z rzeczy, z którymi musieliśmy sobie poradzić, było ograniczone miejsce”, mówi Cianchetti. „Rozrastające się obiekty zwykle przestrzegają globalnie ujednoliconych standardów, więc każdy zaprojektowany przez nas system musiał być zgodny z aktualnie dostępną przestrzenią”. Kolejne wyzwanie polegało na opracowaniu chwytaka, który chwytałby grzybem delikatnie, a jednocześnie wystarczająco mocno. W tym celu zastosowano miękkie materiały, w tym silikon. Wszystkie części chwytaka zostały zaprojektowane tak, aby były bezpieczne w kontakcie z żywnością, wymagały niewielkiej konserwacji i nadawały się do recyklingu. „Grzyby są uprawiane na półkach”, mówi Cianchetti. „Aby zbierać je z całej półki, zbudowano zmotoryzowany system przesuwający chwytak na miejsce. Zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji (SI) posłużyły następnie do rozpoznawania, rozróżniania i generowania rekonstrukcji 3D grzybów. Informacje te pozwalają na wykonanie ruchu niezbędnego do prawidłowego wyrwania grzyba z korzeniem”.
Testy prototypowej technologii zbierania grzybów
Następnie przeprowadzono dwie oceny. Pierwsza z nich, mająca miejsce w Atenach, koncentrowała się na testowaniu i optymalizacji prototypowego systemu robotycznego, podczas gdy pilotaż w Dublinie pozwolił na przetestowanie technologii w rzeczywistych warunkach uprawy. „Pierwszy etap był całkiem udany, przy sporej skuteczności zbierania grzybów”, mówi Cianchetti. „To pozwoliło nam przejść do drugiej, trudniejszej fazy”. W tym przypadku zespół napotkał dwa nieprzewidziane problemy. Po pierwsze podczas transportu sprzętu z Aten do Dublina doszło do uszkodzeń, które wymagały pewnych prac naprawczych. Po drugie, podłoże grzybowe było znacznie wyższe niż oczekiwano, co wymagało modyfikacji systemu w celu ponownego umożliwienia robotowi poruszania się. „Problemy te, jak również ograniczony czas na testy, ograniczyły ilość prób, które mogliśmy przeprowadzić”, tłumaczy Cianchetti.
Pozytywny wpływ na produkcję żywności
Mimo to prototyp przekroczył oczekiwania twórców pod względem niezawodności, zdolności do identyfikacji grzybów i wytrzymałości w rzeczywistych warunkach uprawy. „Udało nam się także wskazać na możliwości ulepszeń, zwłaszcza w zakresie konstrukcji mechanicznej i funkcji detekcji”, dodaje Cianchetti. „Czas wykonania był stały i wynosił od 50 do 140 sekund dla każdego grzyba, ale uważamy, że prędkość tę – utrzymywaną podczas prób na niskim poziomie, aby nie zakłócić działania systemu – można zwiększyć. Kolejną zaletą zrobotyzowanego systemu jest oczywiście to, że może on działać 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu”. Cianchetti przewiduje również dalsze badania nad systemem SI i podkreśla kontynuację współpracy między partnerami konsorcjum. „Liczymy, że niektóre z pomysłów opracowanych podczas projektu będą teraz dalej rozwijane”, mówi. „Wiele wyników naszych prac zostało opublikowanych i jest ogólnie dostępnych. W ten sposób nasze wyniki mogą mieć realny wpływ na poprawę produkcji żywności”.
Słowa kluczowe
SoftGrip, grzyby, SI, robotyka, rolnicy, żywność, algorytmy