Un team guidato dalla Washington State University (WSU) ha sviluppato e testato una raccoglitrice robotica per la produzione di fragole in pieno campo. Il sistema combina una piattaforma di visione basata su intelligenza artificiale, pinze in silicone e un sistema di ventilazione che sposta le foglie per accedere ai frutti nascosti.
I test in laboratorio e in campo hanno dimostrato che la raccoglitrice rileva correttamente le fragole nell'80% dei casi e classifica le bacche nascoste nel 93% dei casi. L'efficienza di raccolta migliora con il sistema di ventilazione, raccogliendo il 74% dei frutti maturi rispetto al 58% senza ventole. In media, il robot impiega 20 secondi per identificare e raccogliere una bacca utilizzando il sistema di ventilazione.
Lo studio è stato pubblicato a luglio su Computers and Electronics in Agriculture. L'autore principale, Zixuan He, ha completato il lavoro presso il dipartimento di ingegneria dei sistemi biologici della WSU ed è ora ricercatore post-dottorato presso l'Università di Aarhus in Danimarca. Tra i coautori figurano Manoj Karkee, ora alla Cornell University con un incarico a contratto presso la WSU, e Qin Zhang, professore emerito alla WSU.
© Zixuan He WSU
Si prevede che il mercato globale delle fragole, valutato circa 20 miliardi di dollari, crescerà del 6% annuo nel prossimo decennio. La carenza di manodopera continua a mettere sotto pressione il settore, con costi crescenti e potenziali limitazioni nella fornitura. La raccolta robotizzata è stata studiata a lungo, ma identificare le bacche nascoste sotto le foglie rimane una sfida nei sistemi di coltivazione in pieno campo.
"Approcci innovativi come questi sono fondamentali per migliorare l'accessibilità ai frutti e l'efficienza della raccolta, aumentando così l'applicabilità pratica dei robot raccoglitori", ha affermato Karkee. Le ricerche precedenti si sono spesso concentrate su serre e sistemi rialzati, dove la frutta è più visibile e più facile da raccogliere meccanicamente.
La raccoglitrice della WSU è un carrello a quattro ruote che trasporta la piattaforma robotica e il sistema informatico sopra le file di fragole. Il suo sistema di visione utilizza una telecamera 3D che cattura immagini sia a colori sia di profondità. Karkee ha spiegato: "Utilizziamo il modello di apprendimento automatico per individuare la fragola, basandoci sulle caratteristiche del frutto abbinate alle informazioni di profondità, così da determinarne la posizione". Il sistema calcola quindi come le pinze devono avvicinarsi e raccogliere il frutto.
Il sistema di ventilazione potrebbe essere applicato ad altre colture in cui l'occlusione è un problema, come l'uva da tavola. "Al momento, non sostituirà completamente il lavoro manuale, ma potrebbe essere un'integrazione molto promettente quando il personale disponibile nei campi è insufficiente", ha concluso Karkee.
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Washington State University
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