U sve više poljoprivrednih zahvata sustavi automatizacije zamjenjuju naporne ručne radove. U sklopu EU projekta CATCH, Fraunhoferov institut za proizvodne sustave i tehnologiju dizajna IPK razvija i testira dual-arm robote za automatsko branje krastavaca. Ovo rješenje ima potencijal održati uzgoj krastavaca komercijalno isplativim.
U Njemačkoj, krastavci namijenjeni kiseljenju dobivaju se ručno uz pomoć “letača krastavaca” ili eng. ‘’cucumber flyers’’- poljoprivrednih vozila s priključcima koji izgledaju poput krila. Sezonski radnici leže na trbuhu na ‘’krilima vozila’’ i beru zrele krastavce. Ovaj mukotrpan i iscrpljujući ručni rad berbe postao je ekonomski neisplativ. Osim toga, uvedeni su troškovi ubiranja po jedinici proizvoda te se mnoge od poljoprivrednih regija susreću s neizvjesnom budućnošću te izmještaju svoju proizvodnju u istočnu Europu i Indiju.
EU CATCH projekt za unapređenje automatizacije berbe
Postoji hitna potreba za poboljšanim tehnologijama berbe kako bi se održala ekonomska održivost uzgoja krastavca u Njemačkoj. Stručnjaci iz Fraunhofer IPK u Berlinu, zajedno s ostalim njemačkim i španjolskim istraživačima, proučavaju potencijal za automatizaciju berbe krastavaca u okviru EU projekta CATCH, što je kratica za „Cucumber Gathering – Greenfield experiment”. Partneri u projektu su Institut iz Leibniza za poljoprivredno inženjerstvo i bioekonomiju u Njemačkoj te CSIC-UPM Centar za automatizaciju i robotiku (CAR) u Španjolskoj.
Robotski sustav oponaša ljudski rad
CATCH istraživači žele razviti i testirati robotski sustav s dva kraka koji se sastoji od jeftinih i laganih modula. Krajnji cilj: ovaj sustav može se koristiti za automatizirani uzgoj krastavca i druge poljoprivredne aplikacije. Robotski berač za skupljanje bi trebao biti ekonomičan, visokih performansi i pouzdan. Čak i u nepovoljnim vremenskim uvjetima, on bi trebao biti u stanju prepoznati zrele krastavce, nježno ih ubrati s dvije hvataljke te ih pohraniti.
U tu svrhu, najsuvremenije upravljačke metode opremaju robote s taktilnim percepcijom i omogućuju joj prilagodbu uvjetima okoline. Ove metode omogućuju dvostruki robotski sustav da oponaša ljudske pokrete. Istraživači žele osigurati da roboti ne štete usjevima ili da povuku i korijenje iz tla. Ali to nije sve. Automatizirani berač mora biti barem jednako učinkovit kao ljudski rad, to jest biti ekvivalent ljudskom radu te postići brzinu berbe od 13 krastavaca u minuti.
Visoka stopa uspjeha
Velik je izazov oblikovati autonomne sustave sposobne za prepoznavanje i procjenu: robot mora identificirati zelene predmete maskirane zelenim okolišem. Osim toga, krastavci su nasumično raspoređeni po polju, a neki su prikriveni vegetacijom. Različiti uvjeti svjetla čine ovu misiju još težom. Moglo bi biti moguće koristiti višenamjenske kamere i inteligentnu obradu slike kako bi se pronašli krastavci i navodile robotske hvatalice da ih beru. Ovaj dio projekta CATCH nadgleda CSIC-UPM, španjolski projektni partner. Specijalna kamera osigurava da roboti uočavaju i lociraju oko 95 posto krastavaca, što je impresivna stopa uspjeha. Cilj je, naravno, unaprijediti tehnologiju tako da robot odabere sve zrele krastavce kako bi potaknuo rast novih.
U potrazi za inspiracijom nalik na ljudsku aktivnost projektni stručnjaci Fraunhofer IPK imaju zadatak razviti tri Gripper prototipa: hvataljku na temelju vakuumske tehnologije, set bionic Gripper čeljusti (Fin Ray ®) i prilagođene „krastavac ruke” koje potječu od OpenBionics ruku robota.
Oni se oslanjaju na uvide stečene tijekom prethodnog europskog istraživačkog projekta u kojem su razvili sustav kontrole robota (učinkovito programiranje zadataka za Workerbot I – humanoidni robot koji je sposoban za industrijsku proizvodnju). Ovi unaprijed programirani obrasci ponašanja omogućuju pretraživanje poput ljudskog, što znači da robot može tražiti krastavce kao i čovjek. Dr. Dragoljub Surdilović, znanstvenik Fraunhofera IPK, objašnjava: “Robot može, na primjer, gurati lišće na stranu pomoću simetričnih ili asimetričnih pokreta. Kao rezultat toga, može automatski promijeniti smjernice za pristup i zatim uhvatiti krastavac“. Cilj istraživača je stvoriti inteligentni sustav kontrole koji može donositi odluke: dodjeljivanje određenih zadataka za određenu hvataljku, praćenje krastavaca, branje i rješavanje iznimaka.
