Um robô que colhe vegetais que usa aprendizado de máquina para identificar e colher um lugar comum, mas desafiador, cultura agrícola foi desenvolvida por engenheiros.

O 'Vegebot', desenvolvido por uma equipe da Universidade de Cambridge, foi inicialmente treinado para reconhecer e colher alface americana em um ambiente de laboratório. Agora ele foi testado com sucesso em uma variedade de condições de campo em cooperação com os produtores da G's, uma cooperativa local de frutas e vegetais.

Embora o protótipo não seja nem de longe tão rápido ou eficiente quanto um trabalhador humano, demonstra como o uso da robótica na agricultura pode ser expandido, mesmo para culturas como a alface americana, que são particularmente difíceis de colher mecanicamente. Os resultados são publicados em The Journal of Field Robotics .

Culturas como batata e trigo são colhidas mecanicamente em grande escala há décadas, mas muitas outras culturas resistiram à automação. A alface-americana é uma dessas culturas. Embora seja o tipo de alface mais comum cultivado no Reino Unido, O iceberg é facilmente danificado e cresce relativamente plano no chão, apresentando um desafio para os harvesters robóticos.

"Cada campo é diferente, cada alface é diferente, "disse o co-autor Simon Birrell do Departamento de Engenharia de Cambridge." Mas se pudermos fazer uma colheitadeira robótica funcionar com alface americana, também poderíamos fazer funcionar com muitas outras culturas. "

"No momento, a colheita é a única parte do ciclo de vida da alface que é feita manualmente, e é muito exigente fisicamente, "disse a coautora Julia Cai, que trabalhou nos componentes de visão computacional do Vegebot enquanto ela era estudante de graduação no laboratório do Dr. Fumiya Iida.

O Vegebot primeiro identifica a cultura 'alvo' dentro de seu campo de visão, em seguida, determina se uma determinada alface está saudável e pronta para ser colhida, e finalmente corta a alface do resto da planta sem esmagá-la para que fique 'pronta para o supermercado'. "Para um humano, todo o processo leva alguns segundos, mas é um problema realmente desafiador para um robô, "disse a co-autora Josie Hughes.

O Vegebot tem dois componentes principais:um sistema de visão por computador e um sistema de corte. A câmera aérea do Vegebot tira uma imagem do campo de alface e primeiro identifica todas as alfaces na imagem, e então para cada alface, classifica se deve ser colhido ou não. Uma alface pode ser rejeitada porque ainda não está madura, ou pode haver uma doença que pode se espalhar para outras alfaces na colheita.

Os pesquisadores desenvolveram e treinaram um algoritmo de aprendizado de máquina em imagens de exemplo de alfaces. Uma vez que o Vegebot conseguiu reconhecer alfaces saudáveis ​​no laboratório, foi então treinado no campo, em uma variedade de condições climáticas, em milhares de alfaces reais.

Uma segunda câmera no Vegebot é posicionada perto da lâmina de corte, e ajuda a garantir um corte suave. Os pesquisadores também foram capazes de ajustar a pressão no braço de aperto do robô para que segurasse a alface com firmeza suficiente para não deixá-la cair, mas não tão firme a ponto de esmagá-lo. A força da empunhadura pode ser ajustada para outras culturas.

“Queríamos desenvolver abordagens que não fossem necessariamente específicas da alface americana, para que possam ser usados ​​para outros tipos de culturas acima do solo, "disse Iida, quem lidera a equipe por trás da pesquisa.

No futuro, colheitadeiras robóticas podem ajudar a resolver problemas com escassez de mão de obra na agricultura, e também pode ajudar a reduzir o desperdício de alimentos. No momento, cada campo é normalmente colhido uma vez, e quaisquer vegetais ou frutas verdes são descartados. Contudo, uma colheitadeira robótica poderia ser treinada para colher apenas vegetais maduros, e uma vez que pode colher o tempo todo, ele poderia realizar várias passagens no mesmo campo, voltando mais tarde para colher os vegetais que não estavam maduros nas passagens anteriores.

"Também estamos coletando muitos dados sobre a alface, que poderia ser usado para melhorar a eficiência, como quais campos têm os maiores rendimentos, "disse Hughes." Ainda temos que acelerar nosso Vegebot até o ponto em que possa competir com um humano, mas achamos que os robôs têm muito potencial na tecnologia agrícola. "