פרויקט עיצוב רובוט אפרסק בניווט עצמי

תעשיית האפרסקים היא עסק גדול במדינת ג'ורג'יה, עם יותר מ -130 מיליון פאונד של אפרסקים המיוצרים מדי שנה בשווי שער חווה של למעלה מ -71 מיליון דולר.

עם זאת, טיפוחם הינו מורכב ותהליך אינטנסיבי באופן ידני. בפרויקט שנועד לפתור בעיה זו, מכון המחקר הטכנולוגי של ג'ורג'יה (GTRI) פיתח רובוט אינטליגנטי שנועד לטפל במשימות מבוססות אנוש של דילול וגיזום עצי אפרסק, מה שעלול לגרום לחסכון משמעותי בעלויות עבור חוות אפרסקים בג'ורג'יה.

הרובוט משתמש במערכת חישה LIDAR ו-GPS מתמחה במיוחד טֶכנוֹלוֹגִיָה לנווט עצמי בין מטעי אפרסקים ולהתרחק ממכשולים. מערכת LIDAR קובעת מרחקים על ידי מיקוד לאובייקט בלייזר ומדידת משך הזמן שלוקח לקרן הלייזר להשתקף בחזרה, בעוד שטכנולוגיית ה-GPS מודדת מיקומים ספציפיים כמו שבריר אינץ'.

כשהוא מגיע לעץ אפרסק, הרובוט משתמש במצלמת תלת מימד משובצת כדי לקבוע אילו אפרסקים יש להסיר ותופס את האפרסקים באמצעות מכשיר דמוי טופר, המכונה משפיע קצה, המחובר לקצה זרועו.

"רוב האנשים מכירים את קציר הפירות ואת איסוףם בשוק", אמר איי-פינג הו, מהנדס מחקר בכיר ב- GTRI שמוביל את פרויקט עיצוב הרובוטים. "אבל למעשה יש הרבה יותר שנעשה לפני הנקודה הזו במחזור הטיפוח."

הרובוט מתייחס לשני מרכיבים מרכזיים במחזור גידול האפרסקים: גיזום עצים ודילול עצים.

גיזום מתייחס להסרה סלקטיבית של ענפים לפני עונת הגידול באביב, שבדרך כלל מתרחשת מאמצע מאי עד תחילת אוגוסט, ומשמשת מטרות רבות-כולל חשיפת שטחי פנים פנימיים יותר של עצי הפרי לאור השמש והסרת גידול ישן לא רצוי על מנת לאפשר צמיחה חדשה לשגשוג טוב יותר. דילול בינתיים הוא כאשר אפרסקים קטנים או לא מפותחים, המכונים אפרסקים, מוסרים מעצי אפרסק על מנת לאפשר לצמוח אפרסקים גדולים וטובים יותר, הסביר הו.

אין בשוק רובוטים שהצליחו להחליף בני אדם במלואם בתעשיית גידול האפרסקים בשל הסביבות הלא מובנות של מטעי האפרסקים, הכוללות מזג אוויר בלתי צפוי, שטח לא אחיד וצורות וגדלים שונים של עצים.

המאמצים הנוכחיים לאוטומטי הקטיף של אפרסקים וגידולי התמחות אחרים עד כה לא היו מוצלחים כמו ההתקדמות באוטומציה של גידולי סחורות, שבהם מכונות יכולות לאסוף מאות דונמים של הטוב בכל פעם. גידולי הסחורות כוללים פריטים כגון תירס, חיטה ופולי סויה.

"גידולים מיוחדים עדיין תלויים מאוד בעבודת כפיים", אמר הו, "מכיוון שהכל כל כך אינדיבידואלי וכל כך ייחודי, זה באמת היה קשה לאוטומציה."

כדי לטפל בסוגיות ייחודיות אלה, GTRI בוחנת דרכים לשלב בינה מלאכותית ושיטות אימון למידה עמוקה לשיפור יכולות סיווג התמונות של הרובוט והביצועים הכוללים.

GTRI שיתפה פעולה גם עם דריו צ'אבס, פרופסור חבר במחלקה לגננות בקמפוס גריפין באוניברסיטת ג'ורג'יה בגריפין, גאורגיה, כדי לחקור עוד את האוטומציה החכמה של גידול אפרסקים.

גארי מקמוריי, מהנדס מחקר ראשי של GTRI ומנהל החטיבה באגף הטכנולוגיות החכמות של GTRI, אמר כי הרובוט החדש עומד לשנות את תהליך גידול הפירות בחוות רבות שנאבקו בגידול עצים חזקים מספיק כדי לעמוד בתנאי סביבה בלתי צפויים.