Вчені протестували роботизовану руку для збирання ожини
Вчені-дослідники з Арканзасу і Джорджії (США) показали, що ніжну і свіжу ожину, яку зазвичай збирають вручну для збереження якості та структури плодів, тепер можуть збирати й спеціалізовані роботи.
Для цих цілей американські вчені розробили розумну роботизовану руку з м’яким захопленням.
Першим кроком у процесі цього проєкту було визначення сили, необхідної для збору ожини вручну з найменшим пошкодженням плодів. Виходить, що для ефективного збору врожаю потрібно близько половини Ньютона, одиниці сили.
Щоб з’ясувати, яке зусилля потрібне для того, щоб зірвати ожину і заподіяти їй якнайменше шкоди, проєктна група розробила силіконові манжети для пальців із біометричними датчиками, які вимірювали силу, яку людина докладала до своєї руки, щоб захопити та зібрати ожину.
За допомогою датчика сили, який людина носила прямо на руці, дослідник Маєрс зібрав понад 2000 ягід ожини у комерційних виробників в Арканзасі, на фермах Sta-N-Step Farm і Neal Family Farm.
Дані показали, що найбільшу силу прикладав великий палець, за яким слідував середній, вказівний і безіменний пальці. Було відібрано чотири свіжих сорти, виведені в Арканзасі: Natchez, Osage, Prime-Ark Traveler і Sweet-Ark Caddo. Ожину оцінювали після 21 дня зберігання в холодильнику за температури 35 градусів за Фаренгейтом.
Дослідники порівняли якість ожини з датчиком сили й без нього, і результати показали, що розумна рукавичка для пальців не впливає на якість ягід. Дослідження також засвідчило, що для збирання ожини необхідно всього три придатки замість чотирьох.
Другий етап дослідження був проведений співробітниками Ченом і Гундерманом під час їхньої роботи в Університеті Арканзасу, де було розроблено профільне м’яке роботизоване захоплення з трьома зубцями, яке приводили в рух сухожилля руки, з використанням товстої гітарної струни як сухожилля.
Сили, докладені для захоплення, стабілізації та збирання ожини за допомогою захвата, не викликали надмірного пошкодження після зберігання в холодильнику протягом 21 дня.
Тим не менш, плоди, зібрані за допомогою захоплення в 2021 році, мали на 11 відсотків більше витоку і на 7 відсотків більше червоних кістянок, коли окремі круглі сегменти ожини перетворюються з чорних назад на червоні, ніж плоди, зібрані вручну. У 2022 році проектна група опублікувала ще одну статтю з описом реалізації захоплення під назвою «М'яке роботизоване захоплення з сухожильним приводом для збору ожини».
«Коли ожина дозріває на рослині, вона стає червоною до чорної. Однак під час або після збирання врожаю кістянки на ягодах можуть стати червоними, особливо якщо ягода пошкоджена під час збирання врожаю», - сказав Трелфолл. «Червоний колір після збирання врожаю пов'язаний не зі стиглістю, а з пошкодженням клітинної структури. Це важливо, тому що Міністерство сільського господарства США має стандарти та сорти для реверсії червоної кістянки, тому, якщо певний відсоток ожини в контейнері має реверсію червоної кістянки, вони відбраковуються».
Також читайте: