Ein von der Michigan State University entwickelter Roboter-Apfelpflücker rollt langsam durch einen Obstgarten im Westen Michigans und pflückt dank einer Zusammenarbeit mit dem US-Landwirtschaftsministerium systematisch Äpfel von den Bäumen. Forscher der MSU wollen die Funktionalität des Roboters im Vergleich zu früheren Roboterpflückern verbessern, indem sie künstliche Intelligenz (KI) einsetzen, um die jeweils reifsten Äpfel zu ernten, und technische Verfahren nutzen, um die Äpfel vor Druckstellen zu schützen.
Als Zhaojian Li von der Michigan State University, außerordentlicher Professor für Red Cedar am College of Engineering, sich mit Renfu Lu vom USDA zusammentat, wollten sie die Apfelernte automatisieren, um dem Arbeitskräftemangel und den steigenden Kosten entgegenzuwirken und gleichzeitig die Qualität der geernteten Äpfel zu erhalten.
Mit Unterstützung des USDA entwickelten Li und Lu 2021 ihren ersten Apfelpflückroboter. Seitdem haben technologische Fortschritte zur neuesten Version des Roboterprototyps geführt, der KI und Ingenieurstechnik nutzt, um die besten Äpfel auszuwählen und zu pflücken.
Hinter den Kulissen des Apfelpflückroboters
Der Apfelpflückroboter verwendet eine RGB-D-Kamera, die Bilder liefert, die die Farbe der Äpfel (RGB) und die Tiefe oder Position (D) der Äpfel am Baum enthalten. Die KI verwendet diese Bilder, um die Äpfel zu identifizieren, die reif und zum Pflücken bereit sind. Dann wird einer der Roboterarme auf den besten Apfel gerichtet. Der weiche Silikongreifer am Arm "greift" den Apfel vorsichtig, während der Roboterarm den Apfel ansaugt und ihn so vom Baum "pflückt". Als Nächstes bewegt sich der Arm zu einem Förderband und das Vakuum im Roboterarm wird abgeschaltet, wodurch der Apfel fallen gelassen wird. Der Vorgang wird wiederholt. Derzeit kann der Roboter einen Apfel in 3,6 Sekunden oder etwa eine Tonne Äpfel pro Tag pflücken, im Vergleich zu einem erfahrenen Apfelpflücker, der etwa sechs Tonnen Äpfel pro Tag pflücken kann.
"Diese Technologie hat großes Potenzial auf lokaler, bundesstaatlicher und sogar nationaler Ebene, um den dauerhaften und langfristigen Arbeitskräftemangel zu beheben, der die Spezialkulturenindustrie in Michigan und in den gesamten USA bedroht."
Das MTRAC AgBio-Programm wird von der Michigan State University und der Michigan Economic Development Corporation gemeinsam finanziert. Um die Technologie der robotergestützten Apfelernte voranzutreiben, hat das Programm Mittel bereitgestellt, um die Effizienz des Systems sowohl in Bezug auf die Geschwindigkeit als auch auf die Genauigkeit zu verbessern. Mit Blick auf die Zukunft haben die Forscher neue Möglichkeiten für weitere Verbesserungen identifiziert und zusätzliche Mittel beantragt, da die Technologie rasch in Richtung Tests in kommerziellen Obstgärten in Michigan voranschreitet. Diese Entwicklungen kommen insbesondere landwirtschaftlichen Betrieben mit hohen Obstmengen gelegen, da sie mit einer immer geringeren Anzahl von Arbeitskräften für die Handlese aller Äpfel zu kämpfen haben. Der Wettlauf um die Entwicklung von Technologien, die den Bedarf decken, ist eindeutig im Gange.
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Emilie Lorditch
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