Un robot raccoglitore di verdure che utilizza l'apprendimento automatico per identificare e raccogliere un luogo comune, ma impegnativo, raccolto agricolo è stato sviluppato da ingegneri.

Il "Vegebot", sviluppato da un team dell'Università di Cambridge, è stato inizialmente addestrato a riconoscere e raccogliere la lattuga iceberg in un ambiente di laboratorio. Ora è stato testato con successo in una varietà di condizioni sul campo in collaborazione con G's Growers, una cooperativa locale di frutta e verdura.

Sebbene il prototipo non sia neanche lontanamente veloce o efficiente come un lavoratore umano, dimostra come l'uso della robotica in agricoltura potrebbe essere ampliato, anche per colture come la lattuga iceberg che sono particolarmente difficili da raccogliere meccanicamente. I risultati sono pubblicati in Il giornale della robotica da campo .

Colture come patate e grano sono state raccolte meccanicamente su larga scala per decenni, ma molte altre colture hanno finora resistito all'automazione. La lattuga iceberg è una di queste colture. Sebbene sia il tipo più comune di lattuga coltivata nel Regno Unito, l'iceberg si danneggia facilmente e cresce relativamente piatto al suolo, presentando una sfida per le mietitrici robotiche.

"Ogni campo è diverso, ogni lattuga è diversa, ", ha affermato il coautore Simon Birrell del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge. "Ma se riusciamo a far funzionare una mietitrice robotica con la lattuga iceberg, potremmo anche farlo funzionare con molte altre colture".

"Al momento, la raccolta è l'unica parte del ciclo di vita della lattuga che viene eseguita manualmente, ed è molto impegnativo fisicamente, " ha detto la co-autrice Julia Cai, che ha lavorato sui componenti di visione artificiale del Vegebot mentre era una studentessa universitaria nel laboratorio del Dr. Fumiya Iida.

Il Vegebot identifica prima il raccolto "bersaglio" all'interno del suo campo visivo, poi determina se una particolare lattuga è sana e pronta per essere raccolta, e infine taglia la lattuga dal resto della pianta senza schiacciarla in modo che sia 'pronta per il supermercato'. "Per un essere umano, l'intero processo richiede un paio di secondi, ma è un problema davvero impegnativo per un robot, ", ha detto la co-autrice Josie Hughes.

Il Vegebot ha due componenti principali:un sistema di visione artificiale e un sistema di taglio. La telecamera dall'alto sul Vegebot prende un'immagine del campo di lattuga e prima identifica tutte le lattughe nell'immagine, e poi per ogni lattuga, classifica se deve essere raccolto o meno. Una lattuga potrebbe essere rifiutata perché non è ancora matura, oppure potrebbe avere una malattia che potrebbe diffondersi ad altre lattughe durante il raccolto.

I ricercatori hanno sviluppato e addestrato un algoritmo di apprendimento automatico su immagini di esempio di lattuga. Una volta che Vegebot è stato in grado di riconoscere le lattughe sane in laboratorio, è stato poi addestrato sul campo, in una varietà di condizioni meteorologiche, su migliaia di vere lattughe.

Una seconda telecamera sul Vegebot è posizionata vicino alla lama di taglio, e aiuta a garantire un taglio regolare. I ricercatori sono stati anche in grado di regolare la pressione nel braccio di presa del robot in modo che tenesse la lattuga abbastanza saldamente da non farla cadere, ma non così forte da schiacciarlo. La forza dell'impugnatura può essere regolata per altre colture.

"Volevamo sviluppare approcci che non fossero necessariamente specifici per la lattuga iceberg, in modo che possano essere utilizzati per altri tipi di colture fuori terra, " disse Iida, che guida il team dietro la ricerca.

In futuro, i raccoglitori robotizzati potrebbero aiutare ad affrontare i problemi con la carenza di manodopera in agricoltura, e potrebbe anche aiutare a ridurre gli sprechi alimentari. Al momento, ogni campo viene in genere raccolto una volta, e tutte le verdure o i frutti acerbi vengono scartati. Però, una mietitrice robotica potrebbe essere addestrata a raccogliere solo verdure mature, e poiché poteva raccogliere tutto il giorno, potrebbe eseguire più passaggi sullo stesso campo, tornando in un secondo momento a raccogliere gli ortaggi che non erano ancora maturi durante le passate passate.

"Stiamo anche raccogliendo molti dati sulla lattuga, che potrebbe essere utilizzato per migliorare l'efficienza, come quali campi hanno i rendimenti più alti, " disse Hughes. "Dobbiamo ancora accelerare il nostro Vegebot fino al punto in cui potrebbe competere con un umano, ma pensiamo che i robot abbiano un grande potenziale nell'agro-tecnologia".