Un bras robotique en tissu gonflable cueille des pommes

Un bras robotique cueilleur de pommes simple et peu coûteux, développé par des chercheurs de l’Université de l’État de Washington, pourrait un jour aider à la cueillette des fruits et à d’autres tâches agricoles.

Le bras gonflable peut repérer une pomme, puis s’étendre et se rétracter pour cueillir un fruit en environ 25 secondes. Pesant moins de 50 livres avec sa base métallique, le bras de deux pieds de long est fabriqué en tissu souple rempli d’air, similaire mais plus résistant que les tubes gonflables agitant les bras utilisés dans la publicité extérieure. Les chercheurs de l’École de génie mécanique et des matériaux de WSU ont récemment publié leurs travaux sur le bras robotique dans la revue Smart Agricultural Technology.

L’équipe collabore avec des chercheurs du Prosser Research Extension Center et avec Manoj Karkee de l’Université Cornell pour adapter le bras à une plateforme mobile automatisée qui est également en développement pour se déplacer dans les vergers.

« La nature simple du design le rend peu coûteux, facile à entretenir et très fiable pour un robot souple », a déclaré Ming Luo, professeur adjoint Flaherty à l’École de génie mécanique et des matériaux de WSU et auteur correspondant de l’étude.

Les producteurs de fruits à pépins dans le monde entier sont confrontés à des pénuries de main-d’œuvre pour des opérations critiques comme la récolte et la taille. L’État de Washington est le premier producteur de pommes et de cerises douces du pays, contribuant en 2023 à plus de 2 milliards de dollars au produit intérieur brut des États-Unis. Dans tout l’État de Washington, les fermes emploient des centaines de travailleurs chaque année pour les opérations dans les vergers, y compris la pollinisation, la taille, l’éclaircissage des fleurs et la récolte des fruits. Avec une population vieillissante et une diminution des travailleurs agricoles migrants, les agriculteurs ont du mal à répondre à leurs besoins en main-d’œuvre pendant la saison des récoltes.

Lorsqu’il a traversé l’État cet automne, Luo a vu des vergers avec des fruits pourrissant au sol.

« C’est simplement du gaspillage », a-t-il dit.

Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à développer des systèmes robotisés de récolte de pommes, mais ils sont généralement volumineux, coûteux et complexes à utiliser dans les vergers.

Les matériaux pour le bras développé par l’équipe de WSU coûtent environ 5 500 $. Parce que le bras est un tube gonflé, il ne pèse pas beaucoup, donc il est sûr à utiliser avec des personnes à proximité et ne nuira pas aux branches délicates ou aux pommes. Il est également conçu pour fonctionner dans les vergers de pommiers modernes, où les branches sont organisées linéairement le long d’un plan ou en forme de treillis en V pour des conditions de croissance et de cueillette idéales.

« Avoir cette plateforme robotique très peu coûteuse et sûre est idéal pour l’environnement des vergers », a ajouté Ryan Dorosh, un candidat au doctorat et auteur principal de l’étude.

Comparé aux cueilleurs humains qui ramassent une pomme toutes les trois secondes, le bras robotique est encore lent. Les chercheurs affinent certains composants mécaniques et travaillent à améliorer son système de détection rudimentaire, qui entrave davantage la cueillette que le mouvement du bras robotique. Ils travaillent également à développer la capacité du bras à effectuer d’autres tâches dans le verger, telles que la taille, l’éclaircissage des fleurs et la pulvérisation. En produisant une solution rentable et en permettant au bras robotique d’effectuer plusieurs tâches, ils espèrent que les agriculteurs pourront éventuellement acheter plusieurs robots peu coûteux.

Les chercheurs travaillent avec l’équipe du Bureau de l’innovation et de l’entrepreneuriat de WSU pour la protection de la propriété intellectuelle et la commercialisation de cette technologie. Le travail a été financé par la National Science Foundation, l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture de l’USDA et la Washington Tree Fruit Research Commission, et testé chez Allan Brothers Fruit à Prosser, dans l’État de Washington.

Article : An everting inflatable fabric manipulator (EIFM) designed for apple picking – Journal : Smart Agricultural Technology – DOI : Lien vers l’étude

Source : Washington State U.