未来の農業2019~省力化~

未来の農業~省力化~

<ロボットを用いたリンゴの無人収穫>

りんご自動収穫ロボットの概要

車体の画像

カメラや距離センサーが搭載されているので、ディープラーニングによる画像認識などの技術を用いて、リンゴの認識、サイズ判別や収穫判断を行えます。果樹園の中を自動で移動しながらリンゴの柄の部分がとれて見た目が損なわれないように収穫していきます。果樹園特有のでこぼこした地面や急な斜面でも動けるように車体部分は下の図のようになっています。車体の上にはリンゴを収穫する装置が乗っていて自由に動きながら収穫します。収穫する仕組みはいくつかの案があります。

提案① ゾウの鼻型自動ロボット

ジャムで使う傷がついていてもかまわない収穫ではなく私たちが日常にスーパーで目にするリンゴの自動収穫を実現するためにリンゴを傷をつけずに収穫するという点に重きを置いて考えました。車体の上部の左図のようなゾウの鼻のような動きが可能な収穫機械を取り付けてあります。このような形態を用いることで360度自由に動くことが可能になり、収穫部分をリンゴに届けやすくなります。さらに、収穫する部分は3Dプリンターをもちいて柔らかい素材のもので作成してリンゴに触れる際に傷がつかないようにする。リンゴをやさしくつかんだら、まるで人の手で収穫するようにひねって摘み取り車体のかご部分に入れる。この動作を繰り返し自動でリンゴの収穫を行う。リンゴの収穫状況や機械の充電、消費電力などはスマホアプリで管理できるようになっている。また充電が減ってきたら、電源が切れてしまう前に充電スポットに戻り充電するようにプログラムしておく。こうすることで収穫が終わるまで人が関わらなくて済む。加えて、収穫・剪定・摘果は果樹農家の労働時間のおよそ7割を占めています。収穫部分を剪定や摘果する機械に取り換えられるように設計すれば一台で果樹農家の負担を大きく軽減することができます。

提案② 回転 触手型

まず触手型のアームがリンゴを包み込み固定する。
このとき、リンゴがぶれないようにアームの内側に滑り止め的なものがあり、リンゴはぶれないことになっている。アームはリンゴのつるまで固定する。
次にリンゴのつるごと固定したアームを回転する。この回転は実際にリンゴを収穫するときにも用いられている。
このようにして、リンゴを木から外して収穫することができる。
これが蛇型ロボットの頭につけることで、蛇型ロボットはリンゴの木をつたい、リンゴを収穫できるところまで移動して、リンゴを収穫することができる。
蛇型ロボットは、木に巻き付くことで木を移動できる。蛇型ロボットの技術は、下の動画にもあるようにある程度発展している。


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