Канадские огурцы — горячий товар. Канада является четвертым по величине в мире экспортером огурцов, но человеческие трудозатраты — как стоимость, так и доступность – сдерживают развитие отрасли.
В Канаде оплата человеческого труда составляет примерно 30% от общей стоимости производства огурцов в теплицах, а сбор урожая — самая трудоемкая производственная задача — занимает примерно 20% всей работы. Это означает, что ежегодно на сбор урожая огурцов расходуется примерно 27 миллионов долларов. Об этом пишет AgroXXI.
Соответственно, производители были бы рады заполучить автоматизированную рабочую силу роботов, чтобы поддерживать или увеличивать производство даже при сокращении трудовых ресурсов и повышении затрат на рабочую силу.
При поддержке канадского Минсельхоза команда Vineland, специализирующаяся на робототехнике, создает автономного робота, способного собирать огурцы в теплице.
Ожидается, что благодаря повышению эффективности и снижению затрат на рабочую силу, автоматизированная уборка огурцов позволит сэкономить примерно 1 миллион долларов в год для теплицы, ориентированной на крупномасштабное производство.
«Это не просто вопрос уборки отдельного огурца — робот должен делать это быстро по всему ряду, — объяснил Брайан Линч, ведущий исследователь Vineland по проекту. — Робот должен вытянуть лозу, чтобы схватить огурец, оторвать его от лозы и поместить лозу обратно. Что касается скорости, то роботу нужно собирать один огурец в секунду — и все это без ущерба для растения».
Тепличные огурцы в Канаде, как правило, выращиваются методом «высокой проволоки», при котором огурцы растут в вертикальной подвесной конфигурации.
Исследователи компании с 2018 года проводили много времени в местных теплицах, пытаясь понять нюансы и проблемы сбора урожая огурцов, выращенных в этой среде. Команда также создала компьютерные модели того, как растут огурцы, включая такую информацию: как, где находятся плоды, чтобы их побыстрее найти, расстояние между ними и параметры зрелости.
Хотя автоматизированный комбайн находится на ранней стадии разработки, компания уже имеет видение процесса, как будут работать мобильные роботы, установленные между рядами огурцов в теплицах.
Роботы будут использовать систему видения и серию сложных алгоритмов, чтобы находить и отличать спелый огурец от окружающих листьев и лоз, чтобы протянуть «руку» и схватить его, а затем отправить в корзину.
Читайте также: Капустоуборочный комбайн заменяет ручной труд
Команда Линча добилась успехов в оснащении роботов компьютерным зрением. «Сейчас мы начинаем проверять использование различных датчиков для цветного, инфракрасного, трехмерного сканирования и комбинировать их для поиска и определения местоположения огурца на изображении, определения зрелость и просчитывая расстояние до плода. Это тип информации, который позволит роботу выполнять свою работу. К 2020 году мы получим окончательные результаты. Способность системы обнаруживать огурцы при определенных порогах и уровнях точности будет ключевым показателем успеха», — сказал Линч.
Компания также намерена коммерциализировать систему видеонаблюдения как отдельное устройство.
«Решение, которое нам нужно, чтобы найти огурцы и охарактеризовать спелость, может быть легко применено к любому фрукту или овощу с достаточным количеством воды, например, к помидорам, яблокам или перцу», — пояснил Линч. Кроме того, «применение системы видения также не ограничивается только сбором урожая. Система может быть использована, например, для мониторинга урожая», добавил он.
Находящийся в Квебеке Национальный институт оптики (INO) является важным партнером в усилиях Vineland по разработке системы видения. Как только Vineland завершит создание прототипа, INO поможет в коммерциализации готового продукта.
Ожидается, что опытный образец будет готов к весне 2020 года.
