Un robot cueilleur de légumes qui utilise le machine learning pour identifier et récolter un lieu commun, mais difficile, culture agricole a été développé par des ingénieurs.

Le 'Végébot', développé par une équipe de l'Université de Cambridge, a été initialement formé pour reconnaître et récolter la laitue iceberg en laboratoire. Il a maintenant été testé avec succès dans diverses conditions de terrain en coopération avec G's Growers, une coopérative locale de fruits et légumes.

Bien que le prototype soit loin d'être aussi rapide ou efficace qu'un travailleur humain, il montre comment l'utilisation de la robotique dans l'agriculture pourrait être étendue, même pour les cultures comme la laitue iceberg qui sont particulièrement difficiles à récolter mécaniquement. Les résultats sont publiés dans Le journal de la robotique de terrain .

Des cultures telles que les pommes de terre et le blé sont récoltées mécaniquement à grande échelle depuis des décennies, mais de nombreuses autres cultures ont jusqu'à présent résisté à l'automatisation. La laitue iceberg est l'une de ces cultures. Bien qu'il s'agisse du type de laitue le plus répandu au Royaume-Uni, l'iceberg est facilement endommagé et pousse relativement à plat sur le sol, un défi pour les moissonneuses-batteuses robotisées.

"Chaque domaine est différent, chaque laitue est différente, " a déclaré le co-auteur Simon Birrell du département d'ingénierie de Cambridge. " Mais si nous pouvons faire fonctionner une récolteuse robotisée avec de la laitue iceberg, nous pourrions également le faire fonctionner avec de nombreuses autres cultures. »

"À l'heure actuelle, la récolte est la seule partie du cycle de vie de la laitue qui se fait manuellement, et c'est très exigeant physiquement, " a déclaré la co-auteur Julia Cai, qui a travaillé sur les composants de vision par ordinateur du Vegebot alors qu'elle était étudiante de premier cycle dans le laboratoire du Dr Fumiya Iida.

Le Vegebot identifie d'abord la culture "cible" dans son champ de vision, détermine ensuite si une laitue particulière est saine et prête à être récoltée, et enfin coupe la laitue du reste de la plante sans l'écraser pour qu'elle soit « prête pour le supermarché ». "Pour un humain, l'ensemble du processus prend quelques secondes, mais c'est un problème vraiment difficile pour un robot, " a déclaré la co-auteure Josie Hughes.

Le Vegebot a deux composants principaux :un système de vision par ordinateur et un système de coupe. La caméra aérienne du Vegebot prend une image du champ de laitues et identifie d'abord toutes les laitues de l'image, puis pour chaque laitue, classe s'il doit être récolté ou non. Une laitue peut être rejetée parce qu'elle n'est pas encore mûre, ou il pourrait avoir une maladie qui pourrait se propager à d'autres laitues dans la récolte.

Les chercheurs ont développé et entraîné un algorithme d'apprentissage automatique sur des exemples d'images de laitues. Une fois que le Vegebot a pu reconnaître des laitues saines en laboratoire, il a ensuite été formé sur le terrain, dans diverses conditions météorologiques, sur des milliers de vraies laitues.

Une deuxième caméra sur le Vegebot est positionnée près de la lame de coupe, et aide à assurer une coupe lisse. Les chercheurs ont également pu ajuster la pression dans le bras de préhension du robot afin qu'il retienne la laitue suffisamment fermement pour ne pas la laisser tomber, mais pas assez ferme pour l'écraser. La force de la poignée peut être ajustée pour d'autres cultures.

« Nous voulions développer des approches qui ne soient pas forcément spécifiques à la laitue iceberg, afin qu'ils puissent être utilisés pour d'autres types de cultures hors sol, " dit Iida, qui dirige l'équipe derrière la recherche.

Dans le futur, les moissonneuses robotisées pourraient aider à résoudre les problèmes de pénurie de main-d'œuvre dans l'agriculture, et pourrait également aider à réduire le gaspillage alimentaire. À l'heure actuelle, chaque champ est généralement récolté une fois, et tous les légumes ou fruits non mûrs sont jetés. Cependant, une moissonneuse robotisée pourrait être entraînée à ne cueillir que des légumes mûrs, et comme il pouvait récolter 24 heures sur 24, il pourrait effectuer plusieurs passes sur le même terrain, revenir plus tard pour récolter les légumes qui n'étaient pas mûrs lors des passages précédents.

"Nous collectons également beaucoup de données sur la laitue, qui pourrait être utilisé pour améliorer l'efficacité, tels que les champs qui ont les rendements les plus élevés, " a déclaré Hughes. "Nous devons encore accélérer notre Vegebot jusqu'au point où il pourrait rivaliser avec un humain, mais nous pensons que les robots ont beaucoup de potentiel dans l'agro-tech."