Traitement avancé du cœur: une nouvelle technologie robotique attrayante pour les pomiculteurs

Université Monash

Les ingénieurs de l’Université Monash ont développé un robot capable d’effectuer une récolte de pommes autonome.

• Les chercheurs de l’Université Monash ont développé un robot capable d’effectuer une récolte de pommes autonome.
• Les essais sur le terrain chez Fankhauser Apples à Victoria ont montré un taux de réussite de 85%, à environ neuf secondes par pomme cueillie et déposée, le robot fonctionnant à la moitié de sa capacité.
• Ce système vise à remédier aux pénuries de main-d’œuvre chroniques que le secteur agricole australien connaît par le COVID-19, ainsi qu’à faire face à la future crise alimentaire.

Séquence vidéo: Robot Harvester / Robot Harvester combiné

La nouvelle technologie robotique autonome développée par les chercheurs de l’Université Monash a le potentiel de devenir la «  prunelle de mes yeux  » pour l’industrie alimentaire australienne, car elle traite des pénuries de main-d’œuvre et d’une demande accrue de produits frais.

Une équipe de recherche, dirigée par le Dr Chao Chen du département de génie mécanique et aérospatial de l’Université de Monash, a développé un robot de récolte autonome capable d’identifier, de cueillir et de déposer des pommes en aussi peu que sept secondes à pleine capacité.

Après des essais approfondis en février et mars à Fankhauser Apples à Drouin, Victoria, le robot a pu récolter plus de 85% de toutes les pommes atteignables dans la canopée identifiées par son système de vision.

De toutes les pommes récoltées, moins de 6 pour cent ont été endommagées en raison de l’extraction de la tige. Les pommes sans tige peuvent toujours être vendues, mais ne correspondent pas nécessairement aux directives cosmétiques de certains détaillants.

Le robot étant limité à la moitié de sa vitesse maximale, le taux de récolte médian était de 12,6 secondes par pomme. Dans les scénarios de pick-and-drop simplifiés, le temps de cycle a été réduit à environ neuf secondes.

En utilisant la vitesse de la capacité du robot, le temps de récolte des pommes individuelles peut tomber à sept secondes seulement.

«Notre système de vision développé peut non seulement identifier positivement les pommes dans un arbre de son aire de répartition dans un environnement de verger extérieur au moyen d’un apprentissage en profondeur, mais également identifier et catégoriser les obstacles, tels que les feuilles et les branches, pour calculer la trajectoire optimale pour l’extraction des pommes, », A déclaré le Dr Chen, directeur du laboratoire de génération et d’analyse du mouvement (LMGA).

Les robots de récolte automatique, bien qu’une technologie prometteuse pour l’industrie agricole, posent des défis aux producteurs de fruits et légumes.

La récolte robotisée des fruits et légumes nécessite le système de vision pour détecter et localiser le produit. Pour augmenter le taux de réussite et réduire les dommages causés aux produits pendant le processus de récolte, des informations sur la forme, l’emplacement et l’orientation des joints tige-branche sont également nécessaires.

Pour contrer ce problème, les chercheurs ont créé un algorithme de planification de mouvement à la pointe de la technologie avec une génération rapide de trajectoires sans collision pour minimiser les temps de traitement et de trajet entre les pommes, réduire le temps de récolte et maximiser le nombre de pommes pouvant être récoltées. à un seul endroit.

Le système de vision du robot peut identifier plus de 90% de toutes les pommes visibles vues dans la vue de la caméra à une distance d’environ 1,2 m. Le système peut fonctionner dans tous les types d’éclairage et de conditions météorologiques, y compris la lumière du soleil intense et la pluie, et prend moins de 200 millisecondes pour traiter l’image d’une pomme.

«Nous avons également mis en œuvre un algorithme de« planification de trajectoire »qui a pu générer des trajectoires sans collision pour plus de 95% de toutes les pommes atteignables dans la canopée. Il ne faut que huit secondes pour planifier toute la trajectoire du robot pour saisir et déposer une pomme », a déclaré le Dr Chen.

«Le robot saisit les pommes avec une pince souple spécialement conçue, actionnée pneumatiquement, avec quatre doigts actionnés indépendamment et un système d’aspiration qui saisit et extrait les pommes efficacement, tout en minimisant les dommages aux fruits et à l’arbre lui-même.

«De plus, le système d’aspiration aspire la pomme de la canopée vers la pince, réduisant ainsi le besoin de la pince d’atteindre la canopée et potentiellement endommager son environnement. La pince peut extraire plus de 85% de toutes les pommes de la canopée qui étaient prévues pour la récolte. »

Le Dr Chen a déclaré que le système peut relever les défis de la résolution de la pénurie de main-d’œuvre actuelle dans le secteur agricole australien, de la future crise alimentaire à mesure que la population augmente et que les terres arables diminuent. Il a déclaré que les progrès technologiques pourraient également aider à augmenter la productivité des fruits et attirer les jeunes à travailler dans des exploitations agricoles avec cette technologie.

L’équipe de recherche comprend le Dr Chao Chen, le Dr Wesley Au, M. Xing Wang, M. Hugh Zhou et le Dr Hanwen Kang en LMGA à Monash. Le projet est financé par le programme des centres de recherche sur la transformation industrielle du Conseil australien de la recherche (ARC Nanocomm Hub – IH150100006).