Кокосы могут быть вкусными и полезными для производства самых разных продуктов, но их сбор — непростая задача. Специально обученные комбайны должны рисковать своей жизнью, лазая по деревьям высотой примерно 15 метров, чтобы срубить всего одну гроздь кокосов. Группа исследователей из Индии разработала робота по имени Амаран, который может снизить потребность людей, занимающихся сбором урожая, идти на такой риск. Но справится ли робот с этой задачей?
Исследователи описывают лазающего по деревьям робота в статье, опубликованной в последнем выпуске IEEE / ASME Transactions on Mechatronics . Наряду с лабораторными испытаниями они сравнили способность Амарана собирать кокосы со способностью 50-летнего ветерана-сборщика. В то время как человек превосходил робота с точки зрения общей скорости, робот отличался выносливостью.
Чтобы подняться, Амаран полагается на тело в форме кольца, которое обнимает деревья разного диаметра. Робот несет в себе модуль управления, драйверы двигателей, блок управления питанием и интерфейс беспроводной связи. Восемь колес позволяют ему перемещаться вверх и вниз по дереву, а также вращаться вокруг ствола. Амараном управляет человек на земле, который может использовать приложение или систему джойстика для управления движениями робота.
Как только Амаран приближается к своей цели, подключенный блок управления вооружается роботизированной рукой с 4 степенями свободы, чтобы разрезать пучок кокосов. В качестве меры безопасности, если основная батарея Амарана умирает, срабатывает резервный блок, помогая роботу вернуться на землю.
Раджеш Каннан Мегалингам , доцент Университета Амрита Вишва Видьяпитхам в Южной Индии, говорит, что его команда работает над Амараном с 2014 года. «Нет двух одинаковых кокосовых пальм в мире. Каждый из них уникален по размеру и имеет уникальное расположение кокосовых пучков и листьев », — объясняет он. «Так что создание идеального робота — чрезвычайно сложная задача».
Тестируя робота в лаборатории, Мегалингам и его коллеги обнаружили, что Амаран способен взбираться по деревьям, когда наклон ствола составляет до 30 градусов по отношению к вертикальной оси. Мегалингам говорит, что многие кокосовые пальмы, особенно в определенных условиях окружающей среды, растут под таким углом.
Затем исследователи протестировали Амаран в полевых условиях и сравнили его способность собирать кокосы с человеческим добровольцем. Деревья были высотой от 6,2 до 15,2 м.
Человеку требовалось в среднем 11,8 минут, чтобы собрать одно дерево, в то время как Амарану потребовалось в среднем 21,9 минуты на каждое дерево (в частности, 14 из этих минут были посвящены установке робота у основания дерева, прежде чем он даже начнет подниматься. ).
Но Мегалингам отмечает, что Амаран может собрать больше деревьев за день. Например, человек-харвестер в своих испытаниях мог обрабатывать около 15 деревьев в день, прежде чем устанет, в то время как робот может собирать до 22 деревьев в день, если оператор не устанет. И хотя в настоящее время робот управляется дистанционно, будущие улучшения могут сделать его более автономным, улучшив его скорость набора высоты и возможности сбора урожая.
«Наша конечная цель — коммерциализировать этот продукт и помочь фермерам, выращивающим кокосовые орехи», — говорит Мегалингам. «В штате Керала всего 7000 подготовленных альпинистов на кокосовые пальмы, тогда как потребность составляет около 50 000 подготовленных альпинистов. Аналогичная ситуация и в других штатах Индии, таких как Тамил Наду, Андхра и Карнатака, где кокосовые орехи выращивают в больших количествах ».
Он признает, что текущая стоимость робота является препятствием для более широкого развертывания, но отмечает, что члены сообщества могли бы объединиться, чтобы разделить затраты и использование робота. Он отмечает, что наиболее важно: «Сбор кокосовых орехов с использованием Амарана не несет риска для жизни человека. Любой должным образом обученный человек может управлять Амараном. Обычно этой работой по лазанию по деревьям берутся только рабочие-мужчины. Но управлять Амараном может любой, независимо от пола, физической силы и навыков ».