Aufblasbarer Stoff-Roboterarm pflückt Äpfel
Soft-Roboter könnte Arbeitskräftekrise in der Landwirtschaft lösen
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Ein von Forschern der Washington State University entwickelter kostengünstiger, einfacher Roboterarm für die Apfelernte könnte eines Tages bei der Obsternte und anderen landwirtschaftlichen Arbeiten helfen. Der aufblasbare Arm kann einen Apfel sehen, sich dann ausfahren und zurückziehen, um ein Stück Obst in etwa 25 Sekunden zu pflücken. Der mit seinem Metallfuß weniger als 50 Pfund wiegende Arm besteht aus einem weichen, mit Luft gefüllten Stoff, der den verrückten aufblasbaren Schlauchmännern, die in der Außenwerbung verwendet werden, ähnelt, aber stärker ist als diese. Die Forscher der School of Mechanical and Materials Engineering der WSU haben ihre Arbeit an dem Roboterarm kürzlich in der Zeitschrift Smart Agricultural Technology veröffentlicht.
Baumobstbauern auf der ganzen Welt haben mit einem Arbeitskräftemangel bei wichtigen Arbeiten wie Ernte und Beschneiden zu kämpfen. WSU-Forscher entwickeln kostengünstige Roboterlösungen zur Unterstützung der Branche.
Photo courtesy of Ryan Dorosh, WSU
Das Team arbeitet mit Forschern des Prosser Research Extension Center und mit Manoj Karkee von der Cornell University zusammen, um den Arm an eine automatisierte, sich bewegende Plattform anzupassen, die auch für die Bewegung durch Obstplantagen entwickelt wird.
"Die unkomplizierte Konstruktion macht ihn kostengünstig, wartungsfreundlich und für einen Softroboter sehr zuverlässig", so Ming Luo, Flaherty Assistant Professor an der WSU School of Mechanical and Materials Engineering und korrespondierender Autor der Arbeit.
Obstbauern auf der ganzen Welt sehen sich mit einem Mangel an Arbeitskräften für wichtige Arbeiten wie Ernte und Beschneiden konfrontiert. Der Bundesstaat Washington ist landesweit führend in der Produktion von Äpfeln und Süßkirschen, die im Jahr 2023 mehr als 2 Milliarden Dollar zum Bruttoinlandsprodukt der USA beitrugen. In ganz Washington beschäftigen die landwirtschaftlichen Betriebe jedes Jahr Hunderte von Arbeitskräften für die Arbeit in den Obstplantagen, u. a. für die Bestäubung, den Baumschnitt, das Ausdünnen der Blüten und die Obsternte. Angesichts der alternden Bevölkerung und des Rückgangs an Wanderarbeitern haben die Landwirte jedoch Schwierigkeiten, ihren Bedarf an Arbeitskräften während der Erntezeit zu decken.
Als er in diesem Herbst durch den Bundesstaat reiste, sah Luo Obstgärten, in denen die Früchte auf dem Boden verfaulten. "Das ist einfach eine Verschwendung", sagte er.
In den letzten Jahren haben Forscher damit begonnen, Roboter für die Apfelernte zu entwickeln, aber sie sind in der Regel groß, teuer und komplex für den Einsatz in Obstplantagen.
Die Materialien für den vom WSU-Team entwickelten Arm kosteten etwa 5.500 Dollar. Da es sich bei dem Arm um einen aufgeblasenen Schlauch handelt, wiegt er nicht viel, so dass er sicher in der Nähe von Menschen eingesetzt werden kann und empfindliche Äste oder Äpfel nicht beschädigt. Außerdem ist er für den Einsatz in modernen Apfelplantagen konzipiert, in denen die Äste linear entlang einer Ebene oder in Form eines V-Gitters angeordnet sind, um ideale Wachstums- und Pflückbedingungen zu schaffen.
"Diese sehr kostengünstige, sichere Roboterplattform ist ideal für den Einsatz in Obstplantagen", so Ryan Dorosh, Doktorand und Hauptautor der Arbeit.
Im Vergleich zu menschlichen Pflückern, die alle drei Sekunden einen Apfel pflücken, ist der Roboterarm noch langsam. Die Forscher arbeiten an der Verfeinerung einiger mechanischer Komponenten sowie an der Verbesserung des rudimentären Erkennungssystems, das die Pflückarbeit mehr behindert als die Bewegung des Roboterarms. Außerdem arbeiten sie daran, dass der Arm auch andere Aufgaben in Obstplantagen übernehmen kann, z. B. Beschneiden, Ausdünnen von Blüten und Besprühen. Durch die Entwicklung einer kostengünstigen Lösung und die Fähigkeit des Roboterarms, mehrere Aufgaben zu übernehmen, hoffen die Forscher, dass die Landwirte irgendwann in der Lage sein werden, mehrere kostengünstige Roboter zu kaufen.
Für den Schutz des geistigen Eigentums und die Kommerzialisierung dieser Technologie arbeiten die Forscher mit dem Team des WSU Office of Innovation and Entrepreneurship zusammen. Die Arbeit wurde von der National Science Foundation, dem USDA National Institute of Food and Agriculture und der Washington Tree Fruit Research Commission finanziert und bei Allan Brothers Fruit in Prosser, Washington, getestet.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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