Investigadores de Cornell han desarrollado una pinza robótica blanda que utiliza sensores elásticos de fibra óptica para evaluar la madurez de la fruta mediante el tacto y recolectar fresas sin dañarlas. El sistema mide la firmeza y utiliza un movimiento de torsión para retirar la fruta.
La investigación, publicada el 23 de marzo en Nature Communications, fue dirigida por Anand Mishra en el laboratorio de Rob Shepherd, catedrático John F. Carr de Ingeniería Mecánica. El equipo trabajó con Marvin Pritts, profesor de horticultura, para desarrollar aplicaciones para la producción de berries.
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"Lo bueno de Cornell es que somos una gran escuela de agricultura y, gracias a ello, se abren muchas posibilidades", afirma Shepherd. "Realmente nos permite combinar de forma única nuestra experiencia en robótica con nuestra prominencia en el ámbito agrícola".
La pinza está equipada con dos sensores de fibra óptica que miden la curvatura y la presión. Esto permite al sistema estimar la forma y ajustar el agarre para evitar daños. "Las galgas extensométricas de fibra óptica tienen las mismas propiedades mecánicas que las pinzas que las utilizan. Es como si propio material del gripper sintiera la fruta, en lugar de tener sensores separados", explica Shepherd.
El sistema se entrenó utilizando fresas como cultivo modelo. "Las fresas están maduras por su color", explica Shepherd. Así que pudimos entrenar nuestro modelo para saber si está madura basándonos en el tacto, y luego validar nuestro modelo mirando el color". Y Anand fue capaz de estimar con precisión si era el momento adecuado para recoger las fresas basándose en la rigidez que midió".
Una vez agarrada la fruta, un mecanismo de engranajes planetarios hace girar la pinza para desprenderla sin tirar de ella. También integra una cámara para identificar la fruta oculta por las hojas.
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El sistema puede aplicarse a cultivos cuya madurez no es fácilmente visible, como aguacates, piñas y pawpaws. "El problema de los pawpaws es que no se ve cuándo están maduros, y maduran tan rápido que si no se está allí en el momento adecuado, se pasan por alto", explica Shepherd.
Los investigadores indican que los sistemas robóticos podrían apoyar modelos de producción de múltiples especies de cultivo y reducir la dependencia de pesticidas y fertilizantes. "Los robots nos permitirán hacer cosas que ahora no podemos hacer económicamente", dijo Shepherd. "Es muy complicado gestionar una granja de esa manera, y los robots podrían permitírnoslo".
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Becka Bowyer
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