Roboter ernten Erdbeeren ohne Druckstellen: Sensoren erkennen den idealen Reifegrad
von belmedia Redaktion Allgemein Alltag betriebseinrichtung.net Business business24.ch businessaktuell.ch Digitalisierung Elektro Elektronik Ernährung Essen & Trinken Forschung Gemüse gourmetnews.ch gourmettipp.ch Innovation Inspiration Magazine nachrichtenticker.ch News Obst Produkte Sicherheit Technik Technologie Themen Trends Unternehmen Wirtschaft Ⳇ Verbreitung
Empfindliche Früchte wie Erdbeeren werden künftig von Robotern geerntet, zumindest wenn es nach Forschern der West Virginia University geht. Ihr Helfer pflückt diese dank eines optischen Sensors in Kombination mit dem Tastsinn einer neuen mechanischen Hand, die überdies die Reife der Früchte prüft.
Perfekter Zeitpunkt für Ernte
„Die schnellen, genauen Inspektionen und die Ernte durch unseren Greifer können den Verderb von Früchten reduzieren und die Kosten in der Lieferkette senken. Fruchtinspektionen sind entscheidend für Ernte-Entscheidungen, die traditionell von menschlichen Arbeitskräften getroffen werden müssen. Arbeitskräftemangel, gesundheitliche Risiken und Ernten zur Unzeit gefährden dieses Konzept“, sagt Entwickler Anand Mishra.
Starre Roboter könnten reife Früchte mit ihren groben Greifern beschädigen, so der Ingenieur der West Virginia University. Im Gegensatz dazu könne der weiche Robotergreifer seines Teams die Früchte mit taktilen und visuellen Sensoren untersuchen, die den perfekten Zeitpunkt für die Ernte ermitteln. Und er könne Früchte wie Erdbeeren einfach durch Drehen des Stiels ernten, ohne sie selbst zu berühren.
Forscher von Tieren inspiriert
„Meine Forschungsgruppe heisst ‚Robiotics Lab‘, weil wir uns auf Roboter konzentrieren, die die Biologie nachahmen. Wir entwerfen weiche, nachgiebige, gummiartige Roboter, die von Tieren inspiriert sind. Daher absorbieren sie Vibrationen und mechanische Kräfte anders als herkömmliche Roboter. Und ihre taktile Wahrnehmung unterscheidet sich in der Art und Weise, wie sie Objekte berühren und Druck sowie Formen erkennen“, ergänzt Mishra.
Diese Eigenschaften sind für Obstbauern wichtig. Während beispielsweise Zitrusfrüchte über einen Zeitraum von Wochen geerntet werden können, haben andere wie Erd- und Himbeeren nur ein Zeitfenster von ein oder zwei Tagen. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Früchte mit kürzerer Reifezeit meist weich und dünnhäutig sind, was bedeutet, dass sie leicht Druckstellen bekommen und verderben. Erdbeerbauern verzeichnen nach der Ernte Verluste von bis zu 25 Prozent.
Greifer gespickt mit Sensoren
Da sich viele Früchte, wie zum Beispiel Avocados, nach der Reifung äusserlich nicht zuverlässig unterscheiden, reichen visuelle Beurteilungen jedoch nicht aus. Roboter müssen, genau wie Menschen, vorsichtig auf die Frucht drücken, um festzustellen, ob sie reif ist. Das alles schafft der neue Greifer, in den dehnbare optische Fasern als Berührungs- und Krümmungssensoren integriert sind, sowie eine miniaturisierte Kamera und ein Abstandssensor.
„Dieses System lässt sich auch in der Weltraumforschung, im Gesundheitswesen, bei der Lebensmittelhandhabung und bei Unterwassermanipulationen einsetzen. In der biomedizinischen Robotik könnte etwa die Integration von Krümmungs- und Tastsensorik tragbare Geräte und Rehabilitationsgeräte verbessern. Die Fähigkeit der Technologie zum Greifen mehrerer Objekte, zur Manipulation und zur Interaktion mit der Umgebung birgt viele Möglichkeiten“, schliesst Mishra.
Quelle: pressetext.redaktion/Wolfgang Kempkens
Bildquelle: Jennifer Shephard, wvu.edu