Механизация уборки столового винограда

Нехватка рабочей силы — не новая проблема. В течение многих лет новые поколения людей всё больше отходили от сельского хозяйства.

Сегодня производители, технические специалисты и эксперты виноградарской отрасли ищут эффективные и в то же время устойчивые решения этой проблемы. В связи с этим интересен итальянский проект по использованию в виноградарстве робототехники под названием  Canopies (в переводе «Навесы» - речь в данном случае о кроне куста).

Прослеживая цепочку поставок столового винограда от потребителя к производителю, можно отметить несколько моментов, которые можно улучшить и которые касаются, например, оптимизации с точки зрения упаковки, транспортировки, агротехники и ручных операций на винограднике. Фактически, для каждой из этих областей можно придумать решения, и есть надежда, что в будущем некоторые из них смогут стать поворотным моментом.

Принимая во внимание проблему нехватки квалифицированной рабочей силы, одним из важных решений является именно механизация уборки столового винограда.

Столкнувшись с трудностями поиска альтернативных и конкретных решений в этом вопросе, команда экспертов решила объединить усилия, чтобы начать проект «Canopies».Проект выиграл конкурс Horizon 2020 для совместной робототехники, он направлен на механизацию сбора столового винограда с использованием на виноградниках человекоподобных роботов.

 «Canopies» — ультрасовременный проект, но какие основные принципы и задачи лежали в основе его реализации?

Цель этого проекта не в том, чтобы полностью заменить рабочую силу, а в том, чтобы иметь для работников вспомогательное устройство, позволяющее ускорить уборку в полевых условиях.

Преимущества, в том, что создание робота в симбиозе с человеком позволяет экономить на  различных операциях (срезка гроздей столового винограда, их упаковка в специальные пакеты или мешочки, укладывание в ящики, подвоз-увоз ящиков и т.п.) и еще в том ,что оператор, освободив себя от наиболее утомительных и повторяющихся операций, посвящает свое рабочее время только обслуживанию, надзору, контролю и задачам обеспечения качества.

На какой стадии экспериментов сейчас находится проект?

Проект Canopies был принят ЕС и стартовал в январе 2021 года. Его продолжительность составляет 4 года, поэтому он завершится в 2024 году финальной демонстрацией и презентацией.

На данный момент проекту идет второй год и уже начаты первые эксперименты и тесты с оборудованием.

Как это всё работает?

Технология была разработана для создания не одного робота, а двух:

 - робот -уборщик, оснащенный «туловищем» и «руками» для сбора винограда и помещения его в ящик, расположенный у основания;

 -  парк логистических роботов , которые меняют пустые ящики на полные.

С помощью этой системы можно избежать ситуации, что один и тот же робот-сборщик также занимается и транспортировкой ящиков с виноградника на грузовик, благодаря наличию парка роботов, предназначенных исключительно для перевозки ящиков.

Говорить сейчас о том, сколько роботов нужно для уборки винограда с гектара виноградника и каковы затраты на управление, довольно сложно, потому что преждевременно . По мере проведения экспериментов, безусловно, станет легче понять возможности роботов по сбору урожая, соизмеримые с необходимостью сбора урожая без повреждения гроздей.

Какова цель проекта?

Цель проекта – создать научную культуру, то есть интерес к такого рода вопросам, и внедрить автоматизацию в международной сельскохозяйственной сфере. Этот интерес направлен на создание прототипа, способного выполнять полуавтоматический и выборочный сбор урожая столовых сортов винограда, чтобы робот мог распознавать, какие грозди собирать, а какие нет.

Механизм распознавания гроздей можно развивать несколькими способами: наиболее многообещающим решением видится использование датчиков и камер, которые с помощью разрабатываемых алгоритмов анализируют скопления на цвет, форму и дефекты так же, как это сделал бы «человеческий глаз».

Какие результаты достигнуты на сегодня и каковы ожидания на будущее?

Результаты, полученные на данный момент, обнадеживают и дают представление о развитии событий в течение следующих двух лет. Впереди у еще два года напряженной работы, так что окончательных результатов пока не нет. 

В качестве демонстрации интереса к этим проектам системы такого типа разрабатываются в других странах. 

Примером может служить Калифорния, где сделали «Burro» - робота с высокой технической специализацией, уже поступившего в продажу для использования на виноградниках (слово «burro» имеет испанское происхождение и означает «осёл», то есть это намекает на монотонную и утомительная работу, которую ослы выполняли в прошлом).

Понятно, что в каждой стране при выращивании столового винограда есть своя агротехника и приемы возделывания виноградников и т.п., поэтому разработка различных проектов такого типа позволит удовлетворить различные потребности и методы выращивания винограда.

Точно так же можно надеяться, что системы, разработанные сегодня, смогут стать трамплином для создания новых, более упрощенных и авангардных систем в будущем.