[논문] 로봇 수확기는 AI 비전과 부드러운 그리퍼를 사용하여 숨겨진 딸기를 선택합니다.

딸기는 섬세하고 수확하기가 어렵습니다. 즉, 멍이 들고 종종 잎의 캐노피 아래에 숨겨져 있습니다. 이것은 로봇 수확기를 설계하려는 과학자들에게 두통을 만듭니다. 이제 워싱턴 주립 대학 주도 팀은 인공 지능 비전 시스템, 부드러운 실리콘 “손가락”을 결합한 팀과 숨겨진 과일을 가라 앉히는 길을 부드럽게 움직이는 팬을 결합한 팀을 설계했습니다.

실험실과 실외 필드에서의 실험에 따르면 수확기는 평균 80%의 딸기를 올바르게 감지했으며 열매가 93%의 시간에 숨겨져 있는지 분류 할 수 있음을 보여주었습니다.

로봇 수확기의 설계, 개발 및 테스트는 개방형 로봇 수확을보다 상업적으로 실행 가능한 것으로 만들기위한 단계입니다. 그것은 종이의 주제였습니다 게시 7 월에 저널에서 농업의 컴퓨터 및 전자 제품.

수석 저자는 Zixuan He였습니다. 그는 작품을 완성하고 박사 학위를 받았습니다. WSU에서 덴마크의 Aarhus University에서 박사후 연구원으로 근무했습니다. 공동 저자에는 최근 코넬 대학에서 근무한 농업 자동화 공학 연구를 공부하는 전 WSU 교수 인 마노 지 카키 (Manoj Karkee)가 포함되었습니다. 그리고 Prosser의 Emeritus 교수이자 전 WSU의 정밀 및 자동 농업 시스템 센터의 전 이사 인 Qin Zhang.

200 억 달러 규모의 딸기 시장은 향후 10 년 동안 매년 6% 성장할 것으로 예상되지만 노동 부족은 업계를 거부하여 비용을 증가시키고 잠재적으로 수확을 제한합니다.

대학 및 민간 연구자들은 수년간 로봇 수확 기술을 추구했지만, 상업적으로 실행 가능한 노력은 지금까지 부족했습니다. 문제 중 : 딸기 식물의 많은 열매는 잎 아래에 숨겨져있어 로봇 시스템이 과일을 식별하고 선택하기가 어렵습니다.

Karkee는“이와 같은 새로운 접근 방식은 과일 접근성과 선택 효율성을 향상시키기 위해 필수적이며, 수확 로봇의 실질적인 적용 가능성을 향상시킨다”고 말했다.

로봇 수확에 대한 이전의 대부분의 작업은 온실에서 재배 한 딸기 또는 “테이블 탑”시스템에 초점을 맞추 었으며, 열매는 식물 아래로 처져있어 폐색이 덜 문제가되고 더 간단한 로봇 수확기가 과일을 성공적으로 선택할 수있게 해줍니다.

WSU 팀은 현장에서보다 복잡한 수확기 타겟팅 조건을 개발했습니다. 로봇-컴퓨터 시스템을위한 플랫폼이있는 4 륜 카트. 딸기– 인공 지능 방법을 적용하여 과일을 찾는 비전 시스템을 사용합니다.

“우리는 두 개의 이미지를 찍는 3D 카메라를 가지고 있습니다. 색상 이미지 Zixuan은 “우리는 머신 러닝 모델을 사용하여 깊이 정보와 일치하는 과일 기능 정보를 기반으로 딸기를 찾은 다음 그 위치를 알고 있습니다.”

수확기는 로봇 팔과 그리퍼가 과일에 다가 가야하는 방법을 계산합니다. 주요 특징은 팬 시스템으로, 부드러운 실리콘 그리퍼 근처에 위치한 튜브를 통해 꾸준한 공기 흐름을 날려 버립니다.

기류는 그리퍼가 딸기에 도달 할 수 있도록 잎을 움직입니다. 팬 시스템에 의해 시스템의 피킹 효율이 실질적으로 개선되었습니다. 팬이없는 테스트에서 수확기는 58%를 선택했습니다. 잘 익은 과일; 팬을 사용하면 피킹 속도가 74%로 향상되었습니다.

시스템의 효율성과 효과를 향상시키는 것은 필드에서 시스템을 작동시키는 데 중요합니다. 특히, 속도는 개선되어야합니다. 팬 시스템으로 베리를 식별하고 선택하는 데 평균 20 초가 걸렸습니다.

Zixuan 그는 팬 시스템이 포도와 같은 도전 인 다른 작물을위한 로봇 수확기를 개발하는 데 유용 할 수 있다고 말했다. 그는 로봇 수확기가 가까운 미래에 인간 노동자를 완전히 대체 할 가능성은 거의 없다고 말했다. 딸기 재배자는 사용할 수 있습니다 로봇 시스템 인간 노동을 보충하기 위해.

“지금은 육체 노동을 완전히 대체하지는 않지만 현장에 충분한 사람이 없을 때 매우 유망한 보충제가 될 수 있습니다.”