Solo in Arkansas, le more destinate al mercato del fresco contribuiscono con 24,3 milioni di dollari all'anno all'economia dello Stato. Tuttavia, questi frutti delicati, solitamente venduti in imballaggi clamshell nei supermercati, devono essere raccolti a mano, una sfida legata alla persistente carenza di manodopera. In risposta a questa esigenza, i ricercatori dell'Università dell'Arkansas hanno sviluppato una nuova pinza robotica progettata per automatizzare la raccolta delle more.
L'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti ha rilasciato un brevetto ad aprile per l'invenzione intitolata "Soft Robotic Gripper for Berry Harvesting". La tecnologia è stata sviluppata da Anthony Gunderman, allora dottorando e ora professore associato presso il dipartimento di ingegneria meccanica dell'Università dell'Arkansas, in collaborazione con l'ex professore dell'Università dell'Alabama Yue Chen (ora al Georgia Tech) e lo studente universitario Jeremy Collins. Il brevetto è stato ottenuto tramite Technology Ventures, parte della divisione di ricerca e innovazione dell'università.
© University of Arkansas
La pinza è dotata di tre dita morbide e flessibili che imitano il movimento naturale di un tulipano che si apre e si chiude, un concept ispirato alla biomimetica. Ogni dito è azionato da un sistema simile a un tendine che utilizza corde di chitarra per ritrarsi e afferrare delicatamente il frutto. I sensori di forza sulla punta delle dita garantiscono che le bacche vengano raccolte senza essere schiacciate, evitando danni e la formazione del fenomeno chiamato red drupelet reversion (tornano a diventare rosse dopo essere state raccolte e conservate), entrambi fattori che riducono l'appeal per il consumatore e possono portare al rigetto da parte dell'USDA.
Per calibrare la forza necessaria alla raccolta, gli ingegneri hanno collaborato con Adrea Myers, allora neo-laureata, e Renee Threlfall, professoressa associata di scienze alimentari presso l'Arkansas Agricultural Experiment Station. I sensori sono stati applicati sulla punta delle dita di raccoglitori di more esperti per registrare la pressione ottimale necessaria a raccogliere i frutti senza danneggiarli.
Mentre frutti robusti come mirtilli e pere sono già raccolti da macchine, e sistemi automatizzati vengono impiegati per le more destinate alla trasformazione, le more per il mercato del fresco dipendono ancora dal lavoro manuale. Prima che questa pinza robotica possa essere impiegata nelle aziende agricole, deve essere integrata con sistemi di visione artificiale e di posizionamento per localizzare e raggiungere le bacche sulla pianta.
Gunderman è convinto che, in futuro, la mano robotica potrebbe superare quella umana in questo compito specifico. "Quando parliamo di una particolare attività, è certamente possibile progettare qualcosa di migliore della mano umana per quel compito specifico". La pinza offre anche una prestazione costante, che invece può variare notevolmente tra i raccoglitori principianti ed esperti.
Oltre alle more, la pinza potrebbe essere adattata ad altri piccoli frutti, come i lamponi. È stata testata su una varietà di oggetti, da quelli rigidi come un barattolo di pere e una lattina di fagioli a quelli morbidi come un sacchetto di patatine e una maglietta. Secondo Gunderman, questa tecnologia potrebbe essere utile anche alle persone con mobilità ridotta, suggerendo un potenziale utilizzo oltre l'ambito agricolo.
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Andy Albertson
University of Arkansas
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