Pierwszy z nich został opracowany przez konsorcjum zarządzane przez firmę INWEBIT z Gdańska, we współpracy z zespołem Instytutu Ogrodnictwa
– PIB w Skierniewicach, kierowanym przez prof. Pawła Konopackiego. Drugi prototyp opracowała firma NK Automatyka z Marek k. Warszawy. Wprawdzie zbudowanie każdej przełomowej maszyny wiąże się z potrzebą jej dalszego doskonalenia, zanim stanie się ona powszechna w naszych sadach jabłek deserowych, jednak moment ich praktycznego zastosowania staje się coraz bliższy. Należy mieć na uwadze, że obydwie zaprezentowane maszyny mogą poruszać się autonomicznie w międzyrzędziach sadu i wymagają obsługi jedynie podczas wymiany pełnych skrzyniopalet na puste.
Można więc uznać, że Polska dołączyła do elitarnego klubu zajmującego się rozwojem autonomicznych robotów do zbioru jabłek deserowych, zwłaszcza jeśli uwzględnić fakt, że na świecie nie zbudowano dotąd komercyjnych wersji takich maszyn. Według dostępnych źródeł powstało dotąd na świecie sześć kompletnych prototypów zdolnych do realizacji pełnego procesu autonomicznego zbioru, jednak służą one jedynie celom badawczym. Zbudowano także kilkanaście modeli funkcjonalnych służących do przeprowadzenia testów wybranych zespołów roboczych (np. identyfikacji położenia jabłek, ramion i chwytaków), które z oczywistych powodów nie mogą znaleźć zastosowania w praktycznej realizacji procesu zbioru jabłek deserowych.
Maszynowy zbiór jabłek deserowych, dotychczas przeprowadzany wyłącznie ręcznie, to niezwykle trudne zadanie, które dość „opornie” poddaje się zautomatyzowaniu. Choć przeprowadzono już wiele badań nad rozwojem techniki zbioru i opracowano kilka modeli funkcjonalnych takich maszyn, nadal brak jest dostępnych komercyjnie kompletnych systemów robotycznych. Główną trudnością w ich opracowywaniu – obok zapewnienia odpowiednich cech funkcjonalnych – są uszkodzenia mechaniczne, w tym zwłaszcza odgniecenia jabłek, wyrwane wraz z miąższem szypułki oraz uszkodzone krótkopędy. Szczególnie trudnym zadaniem jest utrzymanie w ryzach kosztów zakupu i eksploatacji maszyny przy jednocześnie wysokiej wydajności zbioru owoców, co łącznie decyduje o opłacalności zastosowania cyfrowych systemów robotycznych w sadzie.
Dotychczasowe badania wskazują, że jednym ze sposobów na zwiększenie wydajności jest podzielenie maszyny na dwa oddzielne komponenty: zespół rozpoznający miejsca położenia jabłek na drzewie oraz zespół zbierająco-pakujący. Zespół rozpoznający wykrywa położenie owoców i określa ich lokalizację na przestrzennej mapie, co sprawia, że system wizyjny jest zbędny w komponencie zbierającym, a do kompensacji błędów położenia potrzebne są jedynie proste kamery. Należy jednak pamiętać, że błąd w pozycjonowaniu sprawia, iż robot zbierający staje się „ślepy” – nie trafia w cel.
W obecnej fazie prac rozwojowych prowadzone są badania nad integracją kluczowych zespołów robota, w tym zwłaszcza systemów wizyjnych (wizji maszynowej), przetwarzania obrazu, kinematyki chwytaków oraz współpracy wielu różnych czujników. Wymaga to jeszcze dalszych badań nad identyfikacją, zbiorem i układaniem owoców, aby zmniejszyć uszkodzenia i zwiększyć wydajność prototypów, które wciąż znajdują się w fazie testów polowych. Choć na świecie badania nad robotami do zbioru jabłek trwają już od ponad 3–4 dekad, komercyjne systemy specjalistycznych robotów są nadal niedostępne na rynku, ale ta chwila powoli się zbliża.
Dalszy rozwój robotów do zbioru jabłek w dużym stopniu zależy od formy prowadzenia drzew oraz od możliwości identyfikowania przez system położenia poszczególnych owoców. Dużym ułatwieniem we wprowadzeniu robotycznego systemu zbioru jabłek w Polsce jest coraz bardziej popularna forma prowadzenia sadu w postaci tzw. ściany owoconośnej, co powinno ułatwić wdrożenie tej innowacyjnej technologii zbioru do praktyki sadowniczej.
Prof. dr hab. Ryszard Hołownicki, IO–PIB Skierniewice
Artykuł pochodzi z czasopisma MPS SAD. Zachęcamy do prenumeraty: Miesięcznik Praktycznego Sadownictwa
