A jövő gyümölcsfáit már robotok metszik és ritkítják majd, hisz már elkészültek

Az amerikai dél egyik alapgyümölcse

Az USA Georgia államának igen fontos terménye az őszibarack, és nem túl meglepő módon, nagy hatással van az állam gazdaságára is. Évente több mint közel 59 ezer tonna őszibarackot termelnek, és az amerikai dél egyik alapélelmiszere a legutóbbi becslések szerint több mint 71 millió dollárt hoz évente a gazdáknak a farmok kijáratánál.

A szóban forgó robot LIDAR - Light Detection and Ranging, magyarul lézer alapú távérzékeléssel működő - érzékelőrendszert és speciális GPS-technológiát használ. Videó: YouTube

Az őszibarack termesztése köztudottan összetett és rengeteg kézimunkát igénylő folyamat, ami jelentős terhet jelent az amúgy is idő- és munkaerőhiánnyal küzdő farmgazdaságoknak. A probléma tehát adott, és a megoldására a Georgia Tech Research Institute (GTRI) kifejlesztett egy olyan intelligens robotot, melyet úgy terveztek, hogy elvégezze az őszibarackfák ritkításának és metszésének tetemes emberi munkával járó feladatait, ami jelentős költségmegtakarítást eredményezhet az őszibarackültetvények tulajdonosai számára. Ai-Ping Hu, a GTRI vezető kutatómérnöke, a robottervezési projekt vezetője elmondta:

"A legtöbb ember ismeri a barack betakarításának menetét, és vett is már a piacon barackot, De valójában rengeteg minden történik a termesztési ciklusban ezt megelőzően".

Top technológiák

A szóban forgó robot LIDAR (Light Detection and Ranging, magyarul lézer alapú távérzékeléssel működő) érzékelőrendszert és magas műszaki színvonalon specializált GPS-technológiát használ az őszibarackültetvényeken való önálló navigációhoz és az akadályok kikerüléséhez. A LIDAR-rendszer úgy határozza meg a távolságokat, hogy a tárgyat megcélozza egy lézerrel, és méri, mennyi idő alatt verődik vissza a lézersugár, míg a GPS-technológia akár a centiméter töredékéig pontos helymeghatározásra is képes.

A barackfához érve a robot egy beágyazott 3D kamera segítségével határozza meg, hogy melyik barackot kell eltávolítani, és a karja végéhez csatlakoztatott karmos eszközzel megragadja, majd leszedi a barackot. A robot az őszibarack-termesztési ciklus két kulcsfontosságú elemével foglalkozik: a fa metszésével és a ritkításával.

Hozzáértő robot

A metszés az ágak szelektív eltávolítását jelenti a tavaszi vegetációs időszak előtt, amely jellemzően május közepétől augusztus elejéig tart, és számos célt szolgál - többek között a gyümölcsfák nagyobb belső felületének napfényhez juttatását és a nem kívánatos idősebb növekedés eltávolítását, hogy az új növekedés jobban fejlődhessen. A ritkítás során az őszibarackfákról eltávolítják az apró vagy fejletlen őszibarackokat, az úgynevezett barackbogyókat is, hogy nagyobb és jobb minőségű őszibarackok fejlődhessenek – magyarázta el Hu, aki hozzátette:

"Ha hagyjuk, hogy az összes őszibarack kifejlődjön, akkor a végén nagyon kicsi barackokkal zsúfolt őszibarackfát kapunk. Azt szeretnénk, ha viszonylag kevés őszibarackunk lenne, de a megmaradtak szépek, nagyok és édesek lennének - olyanok, melyeket el is tudunk adni".

Az őszibarack termesztése köztudottan összetett és rengeteg kézimunkát igénylő folyamat. Fotó: Unsplash

Azok a fránya adottságok

A piacon ma nincsenek olyan robotok, amelyek képesek lennének teljes mértékben helyettesíteni az embert az őszibarack-termesztésben, mivel az őszibarackültetvények nem strukturált környezetben helyezkednek el - vagyis nem a robotika szem előtt tartásával ültették el őket annak idején - ami kiszámíthatatlan időjárást, egyenetlen terepet, valamint a fák különböző formáit és méreteit eredményezi - vázolta a nehézségeket Hu, és így folytatta:

"Egy gyümölcsösben nincs két egyforma fa. Lehet napos vagy felhős az idő, mindez befolyásolja, hogy a robot technológiája mennyire lesz hatékony. Eddig nem volt olyan robot a világon, amelyik olyan jól tudná szüretelni vagy ritkítani az őszibarackot, mint az ember. A technológia még nem tartott itt."

Az őszibarack és a többi különleges növény betakarításának automatizálására tett erőfeszítések eddig nem voltak olyan sikeresek, mint az egyéb mezőgazdasági termények automatizálása terén elért eredmények, melyek esetében a gépek egyszerre több száz hektárnyi árut tudnak betakarítani. Ezek közé tartozik például a kukorica, a búza és a szójabab.

"Jelenleg nincs olyan robot a világon, amelyik olyan jól tudná szüretelni vagy ritkítani az őszibarackot, mint az ember." Fotó: Unsplash

Hu szerint: "A speciális növények még mindig nagyon függnek a kézi munkától. Ezeknél jelentős különbség van az olyan terményekhez képest, mint például a búza, ahol egyetlen ember egy kombájnt vezetve képes több száz hektár betakarítására. Az őszibarack betakarításának folyamatait viszont, mivel minden egyedi eset annyira speciális és csak az adott fára jellemző, nagyon nehéz automatizálni."

Mesterséges intelligencia, mi más

A vázolt egyedi problémák megoldása érdekében a GTRI mesterséges intelligenciát és mélytanulási képzési módszereket épített be a robot képosztályozási képességeinek és általános teljesítményének javítása érdekében. A további fejlesztések során Dario Chavezzel, a Georgiai Egyetem Griffin Campus kertészeti tanszékének docensével együttműködve vizsgálják az őszibarack-termesztés intelligens automatizálásának lehetőségeit.

Gary McMurray, a GTRI intelligens fenntartható technológiák részlegének osztályvezetője szerint a robot számos olyan gazdaság számára alakíthatja át a gyümölcstermesztési folyamatokat, melyeknek eddig nehézséget jelentett az erős, a kiszámíthatatlan környezeti körülményeknek ellenálló fák nevelése. McMurray szerint: "Ez olyasmi, ami közvetlenül befolyásolja a fa terméshozamát. Ez a termelők zsebében maradó pénzt jelent."

(Forrás: Roboticsandautomation)