WSUの研究者は、空気を噴射して熟したイチゴを見つけて収穫するAIロボットを開発した。
マディ・ストール著
イチゴの収穫は簡単そうに見えますが、最も高度なロボットでさえ驚くほど難しいことが証明されています。イチゴは葉の下で熟すことが多いため、機械がイチゴを検知して損傷なく収穫するのは困難です。
現在、ワシントン州立大学の研究者たちは解決策があると考えている。それは、柔らかいシリコン製のグリッパーと、果実を摘む前に葉を吹き飛ばすファンを組み合わせたAI誘導ロボットだ。
中国恵州市でのフィールド試験では、ファンシステムを使用することで、熟したイチゴ4個中3個近くの収穫に成功しました。これは、ファンなしの試験と比較して16%の向上です。ロボットはイチゴ1個を識別して収穫するのに約20秒かかりました。
中国の科学者を含むこのチームは、この夏、研究結果を「Computers and Electronics in Agriculture」誌に発表した。
「現時点では、この技術が手作業を完全に代替するわけではありません」と、現在デンマークのオーフス大学で博士研究員を務める筆頭著者の何子軒（Zixuan He）氏は述べた。「しかし、この分野で人材が不足している場合には、非常に有望な補助手段となる可能性があります。」
イチゴ栽培は人力に大きく依存していますが、その労働力はますます不足し、コストも高くなっています。長年にわたり、研究者たちは収穫の自動化に取り組んできましたが、ほとんどのシステムは温室や卓上栽培の植物でテストされてきました。これらの植物では、果実は樹冠の下に垂れ下がり、手が届きやすいからです。米国ではイチゴは露地栽培が一般的であるため、隠れた果実はロボットにとって大きな障害となります。
WSU ロボットはいくつかの革新技術を組み合わせています。
- ディープラーニング モデルでトレーニングされた AI 搭載の視覚システムは、機械に熟したベリーを見つけ、それに近づく最適な方法を決定するように教えます。
- 果物を優しく扱うためのソフトグリッパーのセットです。
- ファンシステムがグリッパーの近くのチューブを通して空気を吹き込み、植物を傷つけずに葉を切り離します。
WSUの研究者による研究は、葉を機械的に動かす代わりに気流を利用して圃場規模のロボットによるイチゴ収穫を実証した初の研究です。AIと新しいハードウェアを統合することで、研究チームは、インテリジェントなアルゴリズムが複雑で予測不可能な環境におけるロボットの有効性を高めることを実証しました。
このシステムは人間の収穫作業よりも遅いが、研究者らは、4本のアームを備えたロボット10台を配備すれば、約43時間で約30万個のイチゴを収穫できると見積もっている。科学者らは、同様のアプローチはブドウなどの他の作物にも応用できると述べている。
まだ研究段階ではありますが、イチゴ摘みロボットは太平洋岸北西部で台頭しつつあるアグテック・イノベーションの一端を担っています。先月、ブリティッシュコロンビア州のキノコ摘みロボットを提供するスタートアップ企業が4,000万ドルを調達しました。シアトル地域のCarbon RoboticsとAigenは、レーザーや刃で雑草を識別・駆除できるフィールドロボットを開発しており、アイダホ州のTerraClearは農地から岩を取り除く機械を開発しました。
「閉塞下での収穫効率の向上：革新的なイチゴ収穫ロボットの設計、開発、現場での評価」と題された論文の他の著者は、広州華南農業大学のZibo Liu氏とZhiyan Zhou氏、元WSUで現在はコーネル大学教授のManoj Karkee氏、WSU名誉教授のQin Zhang氏です。
