Tradycyjne metody zbiorów, zwłaszcza w przypadku owoców tak delikatnych jak truskawki czy maliny, są niezwykle wymagające. Krótkie okno zbiorów, podatność na stłuczenia podczas ręcznego zbierania, transportu i przechowywania, a także rosnące braki siły roboczej i ludzkie niedokładności – wszystko to sprawia, że rolnictwo pilnie potrzebuje nowych rozwiązań. Istniejące roboty często są zbyt sztywne i przystosowane do środowisk szklarniowych, nie radząc sobie z wyzwaniami otwartych pól. Ale to się zmienia.
Czytaj także: Brak znajomych to już nie problem. W Chinach możesz ich kupić i to na całe życie
Jak wyjaśnia Anand Mishra, profesor z West Virginia University, jeden z głównych twórców technologii: „Szybkie, dokładne inspekcje i zbiory wykonywane przez nasz chwytak mogą znacząco zredukować psucie się owoców i obniżyć koszty łańcucha dostaw”. Badania, zapoczątkowane na Cornell University, a kontynuowane w Robiotics Lab na WVU, przyniosły niezwykłe rezultaty.
Mechanizm inspirowany naturą
Kluczem do sukcesu jest unikalna konstrukcja chwytaka. Urządzenie, wyglądem przypominające ludzką dłoń lub rozgwiazdę, składa się z pięciu miękkich palców wykonanych z silikonu i poliuretanu. W przeciwieństwie do sztywnych robotów, jego elastyczna struktura pozwala absorbować siły, co czyni go idealnym do obchodzenia się z delikatnymi obiektami. Ale to dopiero początek.
W każdym palcu zintegrowano rozciągliwe światłowody, które pełnią funkcję czujników dotyku i krzywizny. Dodatkowo, w „dłoni” robota zamontowano miniaturową kamerę i czujnik odległości. Dzięki temu robot jest w stanie ocenić rozmiar, kształt, kolor i twardość owocu, a także wykryć poślizg podczas manipulacji. Cały system potrafi otworzyć i zamknąć chwytak w mniej niż dwie sekundy, unieść ładunek ważący do jednego kilograma i osiąga blisko 100% dokładności w przewidywaniu kształtu.
Jedną z najbardziej imponujących funkcji jest zdolność do delikatnego zrywania truskawek poprzez skręcanie ich szypułek, zamiast cięcia. Ta technologia jest szczególnie cenna dla owoców, które nie wykazują oczywistych wizualnych oznak dojrzałości, jak na przykład awokado, gdzie tradycyjnie dojrzałość ocenia się dotykiem.
Poza sadem: przyszłość zastosowań
Filozofia laboratorium profesora Mishry – Robiotics Lab – koncentruje się na robotach naśladujących biologię, projektując „gumowate, ściśliwe roboty inspirowane zwierzętami”. To podejście otwiera drogę do szerokiej gamy zastosowań poza rolnictwem. Jak podkreśla Mishra, system ten oferuje możliwości w eksploracji kosmosu, opiece zdrowotnej, obsłudze żywności oraz manipulacji podwodnej. W robotyce biomedycznej, połączenie czujników krzywizny i dotyku mogłoby na przykład znacząco ulepszyć urządzenia do noszenia i rehabilitacji.
Połączenie miękkich materiałów i zintegrowanego systemu sensorycznego ma potencjał, by uczynić roboty bezpieczniejszymi i bardziej efektywnymi w interakcji zarówno z obiektami, jak i otoczeniem. Badania te, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, stanowią obietnicę nowej ery, w której technologia pomoże nam lepiej dbać o nasze zasoby i zwiększyć wydajność w kluczowych sektorach.
