Los sectores intensivos en automatización, como la industria automotriz, no son los únicos que confían en los robots. En cada vez más entornos agrícolas, los sistemas de automatización están reemplazando la labor manual extenuante. Como parte del proyecto CATCH de la UE, el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Produccióny Design Technology IPK está desarrollando y probando un robot de doble brazo para la cosecha automatizada de pepinos. Esta solución liviana tiene el potencial de mantener el cultivo comercialmente viable en Alemania.
En Alemania, los pepinos destinados a frascos de pepinillos se cosechan a mano con la ayuda de "volantes de pepino" - vehículos agrícolas con accesorios en forma de alas. Los trabajadores estacionales se acuestan boca abajo en las alas del vehículo y arrancan los pepinos maduros. Esta laborEl tipo de cosecha manual intensiva y que consume mucha energía se está volviendo cada vez menos rentable. Además, los costos por unidad de la cosecha han aumentado desde que Alemania introdujo un salario mínimo. En consecuencia, muchas de las regiones agrícolas del país enfrentan un futuro incierto; la producción de pepinos yacomenzó a reubicarse en Europa del Este y la India. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de mejorar las tecnologías de cosecha para mantener la viabilidad económica del cultivo de pepino en Alemania. Expertos de Fraunhofer IPK en Berlín, junto con otros investigadores alemanes y españoles, están estudiando el potencial para la automatizacióncosechas de pepino en el ámbito del proyecto CATCH de la UE, que significa "Recolección de pepino - Experimentos de campo verde". Proyecto partnLos siguientes son el Instituto Leibniz de Ingeniería Agrícola y Bioeconomía en Alemania y el Centro CSIC-UPM de Automatización y Robótica CAR en España.
Los investigadores de CATCH desean desarrollar y probar un sistema de robot de doble brazo que consista en módulos livianos y económicos. El objetivo final: este sistema podría usarse para el cultivo automatizado de pepinos y otras aplicaciones agrícolas. El recolector robótico tendría que ser rentable,de alto rendimiento y confiable. Incluso en condiciones climáticas adversas, debería ser capaz de identificar primero los pepinos maduros y luego usar sus dos brazos de agarre para recogerlos y almacenarlos suavemente. Para este fin, los métodos de control de vanguardia equipan al robot con el tactopercepción y permitir que se adapte a las condiciones ambientales. Estos métodos también hacen posible que el sistema de robot de doble brazo imite los movimientos humanos. Los investigadores quieren asegurarse de que el robot no dañe los cultivos, o sacarlos y sacar sus raícesdel suelo. Pero eso no es todo. La cosechadora automática debe ser al menos tan eficiente como su contraparte humana experimentada, que puede recoger hasta 13 pepinos por minuto.
Alta tasa de éxito Es un desafío considerable diseñar sistemas autónomos capaces de detectar, evaluar y evaluar ópticamente y táctilmente. El desafío solo se agrava con la cosecha de pepino: un robot debe identificar objetos verdes camuflados por un entorno verde. Además, los pepinos se distribuyen aleatoriamente por todas partes.un campo, y algunos están ocultos por la vegetación. Las condiciones de luz variables hacen que la misión sea aún más difícil. Debería ser posible usar cámaras multiespectrales y procesamiento inteligente de imágenes para ayudar a localizar pepinos y guiar los brazos de agarre del robot para arrancarlos.CSIC-UPM, el socio español del proyecto, supervisa el proyecto CATCH. Un sistema de cámara especial ayuda a garantizar que el robot detecte y localice aproximadamente el 95 por ciento de los pepinos, una tasa de éxito impresionante. El objetivo, por supuesto, es avanzar en la tecnología.que el robot recoge todos los pepinos maduros para fomentar el crecimiento de otros nuevos. Fraunhofer IPK ha desarrollado brazos robóticos con cinco grados delibertad sobre la base de módulos de hardware desarrollados por igus GmbH en Colonia.
En busca de inspiración humana
Los expertos del proyecto IPK tienen la tarea de desarrollar tres prototipos de pinzas: una pinza basada en tecnología de vacío, un conjunto de mordazas de pinza biónicas Fin Ray® y una "mano de pepino" personalizada basada en manos de robot OpenBionics. Se basan en ideasadquirido durante un proyecto de investigación europeo anterior, en el que desarrollaron un sistema de control de robot de doble brazo con programación eficiente orientada a tareas para Workerbot I, un robot humanoide capaz de ensamblaje industrial. Expertos en proyectos de IPK están mejorando este sistema para que puedaplanifique, programe y controle el comportamiento de los robots que cosechan pepinos. Estos patrones de comportamiento preprogramados hacen posible la búsqueda bimanual, lo que significa que el robot puede buscar pepinos como lo haría un humano. El Dr. Dragoljub Surdilovic, científico de Fraunhofer IPK, explica: "El robot puede, por ejemplo, empuje las hojas hacia un lado utilizando movimientos simétricos o asimétricos, o movimientos congruentes e incongruentes. Como resultado, puede cambiar automáticamente las direcciones on la mosca para acercarse y luego agarrar un pepino ". El objetivo de los investigadores es crear un sistema de control inteligente capaz de hacer juicios: asignar una determinada tarea a un determinado brazo de agarre, monitorear la recolección de pepino y hacer frente a las excepciones.
En julio de 2017, el Instituto Leibniz de Ingeniería Agrícola y Bioeconomía utilizó varios tipos de pepinos para realizar pruebas de campo iniciales del sistema de robot en su sitio de prueba. El instituto también probó la cosecha de nuevos tipos de pepinos con características distintivas que los hacen más fáciles deEn resumen, la primera ronda de pruebas validó la funcionalidad básica. Desde el otoño de 2017, los socios del proyecto han estado realizando pruebas adicionales en un invernadero del Instituto Leibniz. Los investigadores están especialmente ansiosos por analizar hasta qué punto la interferencia o el mal funcionamiento afectan la eficiencia y la solidez deel sistema. Una vez que se hayan completado las pruebas del robot liviano, los socios del proyecto se esforzarán por hacerlo comercialmente viable. Empresas, productores de pepinos y asociaciones agrícolas han expresado un interés considerable en el robot de doble brazo. En noviembre de 2017, se presentó el proyecto CATCHal público en general en Agritechnica, la feria líder mundial en agriculturatecnologíaLa Sociedad Agrícola Alemana DLG eV exhibió el robot en su stand de Agritechnica, provocando comentarios entusiastas de especialistas agrícolas y numerosas empresas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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