Робот для сбора урожая

Роботы для сбора яблок и аналогичных фруктов

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.
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.

США

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.

Источник

Топ-8 роботов для тепличных хозяйств

В 21 веке роботы в сельском хозяйстве еще остаются диковинкой и редко встречаются даже на самых модернизированных производствах. В России в сельскохозяйственной робототехнике пока наблюдается заметное отставание от зарубежных разработок. Предлагаем ознакомиться с самыми интересными устройствами, которые в будущем смогут заменить ручной труд на тепличных комбинатах.

1. Компания Agrobot, Испания

Робот: Agrobot SW6010 и AGSHydro, гидропонная система выращивания и сбора урожая клубники.

Этот робот используется для сбора урожая клубники в тепличных комплексах. Сейчас активно используется на комбинатах в штате Калифорния. Робот Agrobot SW6010 успешно прошел испытания и был введен в эксплуатацию в 2015 году. Сейчас стоимость такой машины с 60 роботизированными «руками» составляет $25 тысяч.

2.Компания: Harvest Automation, США

Робот: HV-100-мобильный робот

Мобильный робот используется для сбора ягод, помидоров и огурцов в теплицах и на открытом грунте. Умеет загружать и разгружать контейнеры, перемещать ящики и контейнеры, прореживать кусты. Купить «команду» из четырех HV-100 можно за $130 тысяч или взять в аренду на 3 месяца за $30 тысяч

3. Компания: ISO Group, Flier Systems, Нидерланды

RoBoPlant используется для посадки цветов и полуавтоматической пересадки цветов и рассады — у робота есть несколько схем работы, по которым он в полностью автоматическом режиме выбирает нужные саженцы и высаживает их в грунт. Применяется с 2002 года во многих странах Евросоюза.

4. Компания: Wall-Ye, Франция

Робот: Wall-Ye 1000 mobile

Робот для обрезки веток и листьев используется сейчас преимущественно в виноградниках. Машина успешно прошла тестирование в 2013 году и доступна для аграриев по цене $30 тысяч.

5. Компания: Autonomous Solutions (ASI), США

Робот: Forge Robotic Platform

Forge Robotic Platform является роботизированной автоматической платформой для обеспечения работы мини-погрузчиков. Может также управляться при помощи дистанционного пульта. Используется для обрезки листьев и опрыскивания растений. Прошел испытания в нескольких штатах Америки и вышел на рынок в 2015 году. Стоимость одного робота, включая укомплектованный мини-погрузчик с набором водителя, составляет от $75 до $150 тысяч в зависимости от сложности комплектации.

6. Компания: Wageningen UR (университет и научно-исследовательский центр) и Agritronics, Sint Annaparochie, Нидерланды

Робот: робот-автомат для сбора урожая (пока не получил название)

Робот является интеллектуальной системой, способной распознавать спелые плоды и аккуратно собирать их. Также может быть использован для навесного и точечного опрыскивания. Робот умеет собирать сладкий перец, виноград, яблоки. Сейчас робот проходит испытания в коммерческой оранжерее исследовательского центра, его модификация займет еще несколько лет.

7. Компания: Conic Systems, Испания.

Робот: EMP-300

Этот робот используется для прививания различных фруктовых и овощных культур, цветов и других тепличных растений. Является полностью автоматической универсальной системой.

8. Компания Octinion, Бельгия

Робот: Strawberry Picking Robot

Этот робот был создан для быстрой и эффективной уборки урожая клубники. Его производительность составляет 24 кг клубники в час и он может работать 24 часа в сутки. Для сравнения: один рабочий может собрать от 12 до 20 кг урожая в час. В 2017 году для робота была создана специальная мобильная платформа Dribble, а старт продаж машины намечен на 2018 год.

Вот лишь некоторые из нескольких десятков роботов, появившихся на службе сельского хозяйства в последние годы. Автоматизация этой сферы сейчас активно развивается во многих странах Европы и Азии. Перечисленные нами роботы — опытные системы, успешность которых уже была признана специалистами высокого класса, а, значит, очень скоро роботы могут стать основной «рабочей силой» в теплицах и на полях. Стоит отметить, что помимо создания полностью автономных роботов, умеющих самостоятельно выполнять определенные задачи, ученые ведут работу по автоматизации существующей техники для облегчения труда человека. Возможно, что уже в скором будущем разнообразие технических концепций значительно изменит сельское хозяйство во всем мире.

Источник

Десять роботов для бережного сбора урожая

В наши дни проблема дефицита работников характерна для многих развивающихся и развитых стран. Особенно остро это ощутили различные агропредприятия: дефицит рабочей силы не могут покрыть даже иммигранты. Сгладить негативные факторы позволит применение роботизированных сборщиков урожая. В этой статье представлены специалисты десяти компаний, которые успешно справляются с данной задачей.

Испанская компания Agrobot реализовала идею автоматической уборки хрупких ягод садовой земляники. Устройство SW6010 работает полностью в автономном режиме и способно самостоятельно ориентироваться в пространстве. Машина в режиме реального времени использует технологии искусственного интеллекта для оценки зрелости ягод. Робот также оснащен сенсорами для оценки цвета плода и его товарного вида. Сенсоры проводят анализ ягод и записывают информацию о каждом плоде.

Когда робот завершает уборку ряда, он останавливается и передает данные оператору. За три дня один робот Agrobot может собрать клубнику с 800 соток. Испытание робота провели на фермерском хозяйстве Driscoll в Калифорнии.

Генеральный директор стартапа Agrobot Хуан Браво сообщил CNBC, что робот для сбора клубники будет оснащен 24 роботизированными руками. Роботизированная рука работает независимо, но перебирает по одной ягоде. В целом машина с задачей справляется достаточно быстро.

Стоимость машины в 2015 году c 60 роборуками оценивалась в 250 тыс. долларов.

В феврале 2017 года генеральный директор Abundant Robotics (Калифония) Дэн Стир сообщал, что его компания уже готовит прототип роботизированного сборщика яблок. Ранее стартап привлек 10 млн долларв от таких инвесторов, как Google Ventures и Yamaha Motor Ventures.

Робот, используя алгоритмы компьютерного зрения, находит спелые яблоки и выбирает их, словно пылесос, с помощью вакуумного механизма, не повреждая плодов. Скорость сбора — одно яблоко в секунду.

Сейчас прототип испытывается в полевых условиях. В компании планируют добавить своему изобретению функцию распознавания испорченных яблок, а также возможность сбора других фруктов и овощей. Продажи устройств планировалось начать не позднее 2019 года.

Компания FRRobotics разработала роботизированное решение для деликатной уборки фруктов. Цепкая роборука подстраивается под фрукт, который собирает. Робот подражает движениям руки человека. За рабочую смену машина способна собрать в десять раз больше фруктов или ягод, чем среднестатистический рабочий. Как и Abundant, FRRobotics использует передовую обработку изображений для поиска и сбора фруктов. Использовать машину можно в течение нескольких сезонов, так как она сможет собирать урожай различных плодоовощных культур.

Разработчики обещают, что работа машины будет в десять раз эффективнее, чем традиционный сбор урожая. В планах компании — добавить аналитические возможности с разбивкой информации о собранных плодах на дерево, на акр и в целом на участок.

Energid производит различных роботов, в том числе — многорукавного для сбора плодов цитрусовых. Прототип протестировали в апельсиновой роще во Флориде. Четырехосный гидравлический рычаг с возможностью сбора плодов каждые две-три секунды был установлен на грузовик. Точность машины — 80%. Стоимость робота в 2016 году оценивалась в 300-400 тыс. долларов.

Dogtooth Technologies (Великобритания) использует технологии компьютерного зрения для определения спелых ягод и машинного обучения для разработки эффективных стратегий сбора клубники. Цвет ягод — это главный показатель спелости, поэтому ошибки систем компьютерного зрения маловероятны, отмечает Дункан Робертсон, генеральный директор Dogtooth Technologies. Ориентация в пространстве происходит с помощью высокоточных координат GPS.

Британские потребители привыкли покупать спелую клубнику с небольшой частью стебля. Именно так она реализуется в крупных торговых сетях. Машина учитывает эту особенность.

После сбора ягод видеокамера машины осматривает плод со всех сторон, чтобы определить сорт, форму, измерить массу, обнаружить дефекты (вмятины, плесень и так далее). Затем годные плоды собираются в корзинки и отправляются для продажи. Отбракованные плоды помещаются в мусорные контейнеры. Сортировка плодов и их упаковка происходит на месте, поэтому дополнительные затраты на труд сортировщиков исключены, а продукт поступает на прилавки быстрее.

«Мы сосредоточены на восполнении нехватки рабочей силы машинами, а не заменой людей на роботов», — сообщал ранее Дункан Робертсон.

Компания протестировала прототип летом 2016 года и уже работает над улучшенной версией. Разработчикам предстоит усовершенствовать технологии машинного зрения и алгоритмы самообучения роботов. Инженеры компании отметили, что робот способен найти признаки болезни или вредителей, что позволит фермерам своевременно предпринять меры.

Стоимость робота-уборщика оценивается в 15 тыс. долларов.

Исследователи UC Davis разработали решения для виноградников «No touch». Машины с помощью автоматических датчиков поливают лозы и собирают спелые ягоды. Работа техники в пересчете на одну виноградную лозу стоит 7 центов, а в обычном винограднике с ручным трудом — 1 доллар.

Компания Soft Robotics производит роботизированные руки с мягкими захватами, которые можно использовать для обработки деликатных предметов на перерабатывающих предприятиях. Роборуки могут собирать такие хрупкие плоды, как томаты, яблоки, клубника и салат.

Генеральный директор компании Карл Ваус (Carl Vause) заявил, что решение позволит автоматизировать сбор, обработку, упаковку и даже логистику продуктов. Штаб-квартира компании находится в Кембридже, штат Массачусетс. Компания привлекла более 50 млн долларов инвестиций.

Harvest CROO Robotics

Стартап Harvest CROO (Computerized Robotic Optimized Obtainer) Robotics из Флориды (США) разрабатывает роботов для уборки клубники. За один день техника способна собрать урожай с восьми акров земли (около 32 тыс. кв. м) или заменить труд 30 человек.

Пол Биссет, главный операционный директор Harvest CROO Robotics, сообщил, что в 2019 году роботы будут помогать убирать клубнику во Флориде и Калифорнии. «Вероятно, нам потребуется два года, чтобы коммерциализировать решение. В наших планах не продажа машин, а предоставление их по модели RaaS (роботы как услуга)», — рассказывал он.

Бельгийская компания Octinion разработала решение по уборке плодов мягкими пластиковыми руками. Том Коэн, основатель Octinion, сообщил, что сейчас проходит заключительный этап полевых испытаний в партнерстве с Growers (Великобритания) и Континентальной Европе. Коэн отметил, что стоимость работы робота несколько ниже, чем нанятого сотрудника.

Рукоятка Octinion устанавливается на самоуправляемый автомобиль. Она двигается снизу-вверх с помощью 3D компьютерного зрения и захватывает спелые ягоды между двумя мягкими пластиковыми частями. Затем фрукт, ягода или овощ поворачиваются на 90 градусов и отправляются в корзину.

Прототип выбирает одну ягоду клубники раз в четыре секунды. В зависимости от сорта машина способна собрать от 70 до 100% спелых фруктов, что делает ее конкурентоспособной по эффективности с традиционной уборкой урожая.

В 2013 году в США компания Ramsay Highlander презентовала роботизированный прореживатель салата. Для получения качественного урожая посевы приходится прореживать вручную, что затратно. Ramsay Highlander недавно создала сборщик салата с оптическими сенсорами, который для резки использует струю воды.

Стоимость такой машины составляет 750 тыс. долларов, инвестиции могут окупиться в крупных агрокомплексах в течение первого года использования. «К нам обращались фермеры, выращивающие канталупу (разновидность дынь), столовый виноград, помидоры и другие овощи, фрукт и ягоды. Они хотели бы иметь в своем арсенале механизированных сборщиков урожая. В настоящее время мы рассматриваем возможность запуска проекта по сбору столового винограда», — говорил в интервью местным СМИ Фрэнк Маконахи, президент и генеральный директор компании.

Узнать больше о проблеме дефицита работников вы сможете на Двадцатой конференции «Общие центры обслуживания: фокус на управление персоналом», которая пройдет 15-16 ноября 2018 года в Москве.

Источник