Wie viele andere Branchen auf der Welt ist auch die australische Obstpflücker-Branche stark von der COVID-19-Pandemie betroffen, was zu einer massiven Lücke auf dem Arbeitsmarkt führt, die normalerweise von Rucksacktouristen gefüllt wird, die unterwegs Geld verdienen wollen. Einheimische Forscher haben eine kreative Teillösung für dieses Problem gefunden und einen Obstpflückroboter entwickelt, der mit hoher Geschwindigkeit Äpfel von Obstplantagen ernten kann.
Roboter werden der Landwirtschaft in vielerlei Hinsicht zugute kommen, von der Erntekontrolle über das Hüten von Schafen bis hin zum Durchkämmen von Feldern und dem Zappen von Unkraut mit Lasern. Auch in der Lebensmittelproduktion können Roboter eine Rolle spielen: Sie können Himbeeren pflücken, Eisbergsalat ernten oder sogar Obstbäume beschneiden, um sie gesund und frei von Krankheiten zu halten.
Forscher an der australischen Monash University Department of Mechanical and Aerospace Engineering haben sich nun Äpfel vorgenommen. Der Roboter nutzt eine Mischung aus Kameras und Deep-Learning-Algorithmen, um die Bäume einer Obstplantage zu scannen und die Fruchtstücke zu erkennen. Dazu muss er Informationen über deren Form, Ausrichtung und die Position der Stamm-Ast-Verbindung verarbeiten, um Schäden an den Früchten und dem umliegenden Laub zu minimieren.
„Der Roboter greift die Äpfel mit einem speziell entwickelten, pneumatisch angetriebenen, weichen Greifer mit vier unabhängig voneinander betätigten Fingern und einem Saugsystem, das die Äpfel effizient greift und herauszieht, während die Beschädigung der Früchte und des Baumes selbst minimiert wird“, sagt Dr. Chao Chen, der die Forschung leitete. „Außerdem zieht das Saugsystem den Apfel aus der Baumkrone in den Greifer, so dass der Greifer nicht mehr in die Baumkrone greifen muss und möglicherweise die Umgebung beschädigt. Der Greifer kann mehr als 85 Prozent aller Äpfel aus der Baumkrone herausziehen, die für die Ernte vorgesehen waren.“
Nach Angaben des Teams kann der Roboter mehr als 90 Prozent der Äpfel innerhalb des Sichtfelds seiner Kamera und einer Entfernung von etwa 1,2 m identifizieren. Die Maschine könne bei allen Licht- und Wetterbedingungen arbeiten und benötige weniger als 200 Millisekunden, um das Bild eines Apfels zu verarbeiten.
Die Forscher haben in diesem Jahr Feldversuche mit ihrem Apfelernte-Roboter durchgeführt und berichten, dass er weniger als 6 Prozent seiner Beute durch versehentliches Entfernen der Stiele beschädigt hat (obwohl diese stammlosen Äpfel von einigen Einzelhändlern noch verkauft werden dürfen). Wenn die Maschine mit halber Geschwindigkeit lief, wurde alle 12,6 Sekunden ein Apfel identifiziert, gepflückt und abgelegt. Bei voller Auslastung des Roboters konnte die Erntezeit schließlich auf 7 Sekunden pro Apfel reduziert werden.
