Robôs com braços mecânicos são capazes de colher frutas; saiba mais!

A detecção das frutas em meio às folhagens e a colheita sem danificá-las é mais complexa do que parece

A colheita automática feita por robôs já não é ficção científica em vários países. Com o envelhecimento populacional e a escassez de mão de obra em países como o Japão, o cultivo de frutas requer uma solução para substituir parte do trabalho manual. Muitos estudos e empresas têm se dedicado ativamente à questão.

Pode parecer algo simples, afinal, qualquer adulto consegue colher uma maçã ou pera com relativa facilidade. Contudo, o pesquisador Takeshi Yoshida, autor do estudo Colheita automatizada por um robô de colheita de frutas de braço duplo, afirma que a detecção e a localização de frutas através de sensores, e a colheita efetiva com braços robóticos, sem acidentes no percurso, são grandes desafios.

“Para identificar frutas ao ar livre, usamos um método de detecção de objetos baseado em aprendizado profundo em imagens RGB. Dessa forma, pretendemos localizar frutas de forma estável na sombra de folhas ou outros frutos, ou em um ambiente com mudança de intensidade de luz”, explica Takeshi. Para determinar a localização exata, as imagens RGB são combinadas a imagens de profundidade.

Na colheita automática, o braço robótico também pode colidir com o próprio robô ou outras frutas, dependendo da posição do fruto a ser colhido. Neste estudo, a cinemática inversa e um método de planejamento rápido usando amostragem aleatória foram aplicados para resolver o problema.

“Este método permite controlar os braços do robô sem interferir na fruta ou no membro do androide, considerando-os como obstáculos. A fruta é colhida agarrando-a com um efetor final de colheita preso à extremidade do braço do robô e torcendo a fruta”, complementa o pesquisador.

Austrália

As maçãs também foram alvo de estudo dos do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Monash, na Austrália. O robô desenvolvido por eles usa uma combinação de câmeras e algoritmos de aprendizagem profunda para escanear as árvores de um pomar e detectar os pedaços de fruto, exigindo que ele processe informações sobre sua forma, orientação e localização da junta caule-galho.

“O robô agarra maçãs com uma pinça macia especialmente projetada, acionada pneumaticamente, com quatro dedos de forma independente e sistema de sucção, que agarra e extrai maçãs de forma eficiente, ao mesmo tempo que minimiza danos à fruta e à própria árvore”, afirma Chao Chen, que liderou o pesquisa.

“Além disso, o sistema de sucção puxa a maçã da copa para a pinça, reduzindo a necessidade da estrutura alcançar a copa e, potencialmente, danificar o ambiente ao seu redor. Ela é capaz de extrair mais de 85% de todas as maçãs previstas na colheita”, completa.

Europa

Enquanto isso, na fazenda da Summer Berry Company em Odemira, sudoeste de Portugal, dois robôs são responsáveis por colher framboesas 24 horas por dia. Desenvolvidos pela Fieldwork Robotics, uma empresa spin-out da Universidade de Plymouth, na Inglaterra, os androides custaram 2 milhões de euros cada, cerca de 10,8 milhões de reais.

Com 1,8 m de altura, eles são equipados com quatro braços de plástico impressos em 3D, capazes de colher framboesas simultaneamente. Quando a primeira iteração do robô foi testada no Reino Unido, há 4 anos, ele tinha um braço de colheita que se aproximava cautelosamente da fruta e levava um minuto inteiro para colher e depositar o fruto em um cesto.

“As framboesas são muito sensíveis, por isso, desenvolvemos uma tecnologia que pudesse aplicar pressão suficiente para libertar a fruta do caule sem danificá-la. Ao mesmo tempo, nossos sensores estão tão avançados que podem dizer se a fruta está pronta para ser colhida ou não, ou seja, o que pode ser vendido é tudo o que foi colhido”, disse Rui Andres, diretor-executivo da Fieldwork ao The Guardian.

Atualmente, os robôs colhem 1 kg de frutas por hora, e a empresa trabalha para aumentar esse número para mais de 4 kg por hora. A meta é que o robô seja capaz de colher 25 mil framboesas diariamente, superando a média de 15 mil framboesas colhidas por um humano em um turno de 8 horas. “Algumas pessoas temem que roubemos empregos, mas os agricultores não conseguem encontrar trabalhadores suficientes neste momento”, conclui.

Texto: Aline Melo