Raccogliere un campo pieno di fragili more non è un compito facile. Ognuna di queste succose bacche vendute nella corsia del negozio di alimentari deve essere raccolta a mano perché il frutto può ammaccarsi facilmente o rovinarsi del tutto. Al Sud, la finestra di raccolta avviene proprio nei caldi mesi estivi. Inoltre, tutti i piccoli frutti su una singola pianta non maturano necessariamente nello stesso momento, quindi potrebbero essere necessarie più raccolte.
L’ingegnere biomedico robotista Yue Chen sta lavorando con i collaboratori della Georgia Tech e dell'Università dell'Arkansas su una soluzione robotica autonoma che faciliti questo lavoro massacrante. E sebbene sia uno strumento che sembra lontano dal campo tradizionale dell'ingegneria biomedica, un giorno il sistema potrebbe portare a degli sviluppi innovativi nell’ambito della chirurgia mininvasiva.
"La raccolta è un eccellente punto di partenza per testare questo tipo di tecnologia robotica delicata, applicata al mondo reale", ha affermato Chen, assistente presso il dipartimento di ingegneria biomedica di Wallace H. Coulter presso la Georgia Tech and Emory University.
"Mi occupo di dispositivi medici. Sto cercando di svilupparne uno che sia molto efficiente e funzionale, per salvare la vita dei pazienti. Affronto molti problemi in ambito matematico, ingegneristico e meccanico e, da questo punto di vista, raccogliere piccoli frutti da una pianta è abbastanza simile alla rimozione di un tumore dal corpo", ha detto Chen. "Puoi identificare un bersaglio, eseguire la pianificazione della traiettoria, raggiungere il bersaglio, rimuoverlo molto delicatamente e, soprattutto, evitare di danneggiare il tessuto circostante, come un vaso sanguigno o un nervo".
Il primo risultato raggiunto dai ricercatori è una delicata pinza robotica in grado di afferrare e rimuovere delicatamente le more dalla pianta, senza provocare danni. Il dispositivo è stato presentato a quello che è considerato il più grande congresso sulla robotica al mondo, la IEEE International Conference on Robotics and Automation.
La pinza prototipo assomiglia a una mano bulbosa a tre dita, e non per caso. Lavorando con l'esperta ricercatrice di more Renee Threlfall presso l'Università dell'Arkansas, il team ha costruito un guanto sensore e raccolto dati sulla forza richiesta per raccogliere questi frutti e la tecnica tipica dei raccoglitori.
"In primo luogo, abbiamo definito quanta forza produce la mano e quante dita usiamo per afferrare i piccoli frutti - in realtà non usiamo tutte e cinque le dita, ne usiamo solo tre dita per afferrare il frutto", ha detto Chen.
Con i dati sulla forza e l'intuizione delle tre dita, Chen e il team hanno iniziato a progettare. Hanno usato la mano umana come fonte di ispirazione, utilizzando infine del silicone morbido e sensori di forza incorporati per le "dita", e un esclusivo sistema tendineo per il movimento.
Per maggiori informazioni:
Joshua Stewart
Wallace H. Coulter
Department of Biomedical Engineering
jstewart@gatech.edu