أصبح الاعتماد على الروبوتات في الحصاد أمرا متزايد الأهمية مع تزايد نقص العمالة في الأهمية، ومع ذلك تبقى بعض المحاصيل مثل الطماطم صعبة على الآلات، لأنها تنمو في عناقيد، مما يتطلب من الروبوتات اختيار الثمار الناضجة فقط وترك غير الناضجة على النبات. هذا يتطلب حكما دقيقا وتحكما ميكانيكيا متقا.

تقنية روبوتية لتقدير سهولة القطاف

طور الأستاذ المساعد Takuya Fujinaga من جامعة أوساكا طريقة جديدة تسمح للروبوت بتقييم مدى سهولة كل ثمرة طماطم قبل محاولة قطفها. تعتمد هذه الطريقة على التمييز البصري والتحليل الإحصائي لتحديد أفضل زاوية وطرق القطاف لكل ثمرة.

يقوم النظام بتحليل:

شكل الثمرة وموقع الساق.

وجود أوراق أو أجزاء نباتية تحجب الثمرة جزئيا.

عوامل بصرية أخرى تؤثر على سهولة القطاف.

وبتقييم هذه العوامل، يمكن للروبوت اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً لاختيار الزاوية المثلى لقطف الثمرة وزيادة فرص النجاح.

التحول من الاكتشاف إلى تقييم سهولة القطاف

يشير Fujinaga إلى أن هذا النظام يمثل تحولا عن نموذج التعرف التقليدي إلى ما يسميه “تقدير سهولة الحصاد”. بدلاً من السؤال فقط: "هل يمكن للروبوت قطف الطماطم؟"، أصبح السؤال الآن: "ما مدى احتمال نجاح عملية القطاف؟"، وهو أكثر أهمية لتطبيقات الزراعة الواقعية.

يعتمد الروبوت على كاميرات لرصد الطماطم الناضجة وغير الناضجة، مع تمييز الأهداف المحتملة باللون الأحمر للثمار الناضجة، والأخضر للثمار غير الناضجة، والأزرق للثمار المختارة للقطاف.

نتائج التجارب ومعدل النجاح

أظهرت التجارب أن النظام حقق معدل نجاح 81%، متفوقا بشكل كبير على التوقعات.

حوالي ربع الثمار تم قطفها من الجوانب بعد فشل المحاولة من الأمام، مما يدل على قدرة الروبوت على تعديل استراتيجيته عند مواجهة صعوبة.

توضح النتائج تعقيد حصاد الفواكه بالروبوت، حيث تلعب شكل الساق، نمو العناقيد، الأوراق المحيطة والعوائق البصرية دورا حاسما.

نحو الزراعة التعاونية بين الإنسان والروبوت

يتوقع Fujinaga مستقبلا حيث يتمكن الروبوت من تحديد استعداد المحاصيل للقطاف بشكل مستقل.

"من المتوقع أن يؤدي ذلك إلى نوع جديد من الزراعة حيث يتعاون الإنسان والروبوت: الروبوتات تحصد الثمار سهلة القطاف، بينما يتعامل البشر مع الثمار الأكثر تحديا."

يمثل هذا البحث خطوة مهمة نحو روبوتات زراعية ذكية قادرة على اتخاذ قرارات مستقلة وتحسين الإنتاجية الزراعية.