Paprikaszüret, robotkarral

Ki gondolta már végig, mekkora feladat betakarítani a ropogós, színes paprikákat, amelyeket mi kényelmesen a kosarunkba rakunk a boltokban? Maga a mozdulat persze nem olyan nehéz, fizikailag nem megterhelő, de az óriási ültetvényeken végzett munkához nagyfokú monotonitástűrésre van szükség.

A Sweeper nevű paprikaszedő robot éppen ebben a legjobb: bár lassabban szedi le a paprikát, mint egy ember, azonban nincs szüksége ebédszünetre, pihenőre, és sokkal több termést elbír egyszerre, mint „hagyományos munkatársai”. Az izraeli, svéd, belga és holland kutatók alkotta Horizon 2020 nevű csoport, melyet az Európai Unió támogatott, nagy lépést tett e robot kifejlesztésével az agrárrobotika területén, hiszen ez az első olyan gépezet, amely üvegházon belül képes dolgozni. Üvegházban dolgozni az emberek számára igen megterhelő, mert magas hőmérséklet és a páratartalom, ezért is jelentős ez a találmány.

A robotnak először is meg kell találnia a paprikákat a növényen, majd különféle szenzorok segítségével meg kell állapítania, hogy elég érettek-e. Ezután óvatosan le kell fűrészelnie a termést a szárról, anélkül, hogy a növényben kárt tenne. Ez talán nem tűnik bonyolult feladatnak – egy ember könnyen megbirkózna vele –, azonban a robot bonyolult algoritmusokat igényel ahhoz, hogy a teljes mozdulatsort precízen el tudja végezni. Végül a paprikákat úgy kell elhelyeznie a gyűjtőkosárban, hogy azok lehetőleg ne sérüljenek meg.

A paprikák azonosításához és az érettség megállapításához a robot kamerát használ, amely egy kombinált modell: egy színérzékelőn (RGB) és egy úgynevezett time-of-flight érzékelőn (TOF) alapul. Mindkét módszer ugyanazt az optikát és érzékelő chipet használja, a beérkezett információkból pedig egy kombinált szín- és távolságkép (RGB-D) keletkezik, melyet a robot önmaga irányításához használ. Ez a  Sweeper által használt kamera teljesen egyedi gyártású, a svéd Fotonic nevű cég fejlesztette ki. Mivel a Sweeper-projekt során a Fotonic céget egy másik cég megvásárolta, majd megszüntette ennek a kamerának a fejlesztését, így az már nem lesz elérhető a piacon, a jövőben is teljesen egyedinek számít majd.

A Sweeper tervezői arra is felkészültek, ha hibás információ érkezik be a paprikáról, vagy a képanyag nem megfelelő ahhoz, hogy a termés azonosítható legyen. A robot ebben az esetben nem látja, és nem közelíti meg a paprikát, hanem továbblép a következő észlelt példányhoz. A kép zavarát okozhatja például egy belógó szár vagy levél, ezért a betakarítás előtti levélszedés növeli a betakarítás sikerét. A kutatók hosszú távon arra is számítanak, hogy egy olyan növényfajta oldhatja meg ezt a problémát, amelyen jobban látható a paprika.

A gép – minden pozitívuma ellenére – még nem tökéletes. Például a fejlesztő csapat újra szeretné tervezni a robot fogóeszközét, mert az elmozdíthatja a növényt, és emiatt a vágókés nem éri el a paprikát.

A Sweeper saját fényforrásának köszönhetően éjjel is képes dolgozni, a fényviszonyok egyáltalán nem befolyásolják a tájékozódásban és a munkavégzés hatékonyságában. Egy töltéssel nagyjából 20 órán keresztül képes folyamatosan működni, emiatt mindennapos karbantartásra szorul; ez viszont még mindig kevesebb ráfordított időt jelent, mint amennyit a paprikaszedő munkások munkaideje jelentene.

A kaliforniai paprikát, amelyet a robot szüretel, Európában különösen nagy mennyiségben állítják elő: évente mintegy 13 millió tonnát adnak el belőle. Egyelőre ennek csak sárga színű példányain tesztelték a Sweepert, mivel a kutatócsoport partnere, a De Tuindershoek csak ilyen színű növényeket termeszt. Ám nincs elvi akadálya annak, hogy más színű paprikát is szüreteljenek vele.

A Sweepert a jelenlegi tervek szerint néhány éven belül piacra dobják.

Hegyi Heni, NEW technology