Il mercato della robotica mobile è in crescita, e questo tipo di robot viene impiegato in settori molto diversi tra loro, come la sorveglianza, l’esplorazione, le smart cities e l’agricoltura.
Génération Robots ha personalizzato un robot mobile per una École Nationale Supérieure e un laboratorio con sede a Bordeaux, con l’obiettivo di rispondere a una problematica legata alla raccolta di dati nei vigneti. Si tratta di un progetto di ricerca sperimentale.
Il nostro team si è quindi recato presso la tenuta vinicola Château Luchey-Halde, accompagnato da quattro ricercatori dell’IMS Bordeaux, per osservare il robot in azione. L’obiettivo di questi studiosi è creare un’ampia banca dati contenente foto delle foglie di vite e dei grappoli d’uva durante tutte le fasi del loro sviluppo, durante tutte le stagioni, con o senza malattie, ecc. Questa base di banca dati potrà essere utilizzata, ad esempio, per sviluppare applicazioni o interfacce di terze parti che aiuteranno i viticoltori a individuare precocemente le malattie, monitorare la fenologia (lo studio delle fasi di sviluppo delle piante) o a prevedere le rese future (in ettolitri per ettaro).
Per poter realizzare questa raccolta foto, i primi test sono stati effettuati con una macchina fotografica montata su un treppiede, che un membro del team spostava ogni metro per fotografare le foglie sulla quasi totalità dei filari di vite. Questa tecnica richiedeva una persona che si dedicava a un compito lungo e faticoso (e particolarmente impegnativo a seconda delle condizioni meteo). Per impiegare meno tempo e evitare di dover spostare manualmente l’attrezzatura fotografica, il team ha provato ad utilizzare una cariola su cui era montata tutta l’attrezzatura (incluso un flash industriale ad alta potenza, in grado di scattare foto con illuminazione standard indipendentemente dalla luce esterna). Tuttavia, questa soluzione presentava ugualmente difficoltà, simili a quelle della tecnica con il treppiede. I ricercatori hanno quindi deciso di optare per una soluzione meccanica, montando l’attrezzatura fotografica su entrambi i lati dei trattori che passano regolarmente tra i vigneti. Anche questa soluzione, però, non si è rivelata soddisfacente, a causa della polvere sollevata dal trattore e dei sensori, che potevano essere fatti cadere dalle vibrazioni o dal fogliame.
Il team di ricerca ha quindi avuto l’idea di automatizzare autonomamente questo compito, per il quale l’intervento umano non offre alcun valore aggiunto. SCOUT, sviluppato da AgileX Robotics e distribuito da Génération Robots, è una gamma di piccoli robot mobili fuoristrada particolarmente adatti al settore agricolo.
Il robot SCOUT 2.0 è stato utilizzato dal team di ricerca per risolvere le problematiche riscontrate. Il robot è stato inizialmente personalizzato da Génération Robots (con l’aggiunta di un modulo GPS), in seguito il team è riuscito a montare l’attrezzatura per l’acquisizione delle immagini su SCOUT 2.0. Grazie a questo sistema di imaging integrato (telecamere ARGB e flash industriali), il robot così personalizzato fotografa in modo ottimale la vegetazione e i frutti. Al momento, riesce a scattare decine di migliaia di foto a settimana, raccogliendo una grande quantità di dati. Il nome del progetto è SCOUT & CIE, finanziato in parte dall’Università di Bordeaux attraverso il progetto ROP6 e, per il resto, dalla regione Nouvelle Aquitaine.
Génération Robots, progettazione e integrazione di robot manipolatori mobili
Presentazione del robot SCOUT 2.0
Progettata per la ricerca, l’insegnamento e lo sviluppo nella robotica industriale, la base mobile SCOUT 2.0 fa parte della categoria degli UGV (Unmanned Ground Vehicles, ovvero Veicoli Terrestri Senza Pilota). Oltre a essere certificata CE, questa base mobile autonoma offre un’ampia gamma di caratteristiche meccaniche e ottime prestazioni di movimento:
- Telaio robusto in grado di supportare fino a 50 kg
- Sterzata agile con 4 ruote motrici e sospensioni indipendenti
- Angolo di sterzata nullo, per ruotare negli spazi più ristretti
- Adattabilità all-terrain, sia in ambienti interni che esterni
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Doppia interfaccia di comunicazione (CAN e RS232) per la trasmissione dei dati riguardanti il movimento, la direzione e ulteriori sviluppi
Una soluzione che ottimizza il tempo del team di ricerca
SCOUT 2.0 è attualmente controllato da remoto da un ricercatore. Passa attraverso i filari grazie a un algoritmo di rilevamento e all’elaborazione delle immagini. A medio termine, il robot svolgerà questi compiti autonomamente, permettendo al team di ricerca di recuperare tempo, e quindi lavorare maggiormente sull’elaborazione delle immagini, sull’apprendimento e sul miglioramento degli algoritmi.
Esempi di applicazioni che potrebbero essere sviluppate con questo sistema:
Questo sistema potrebbe essere utilizzato, ad esempio, per contare rapidamente i grappoli d’uva in un vigneto. Potrebbe anche rilevare il grado di maturazione nelle diverse aree dell’appezzamento. Ciò potrebbe consentire di prevedere la resa dell’appezzamento con diversi mesi di anticipo. Una soluzione di questo tipo potrebbe essere utilizzata per rilevare le malattie (esca, muffa) elaborando queste numerose immagini con l’AI. Si tratta di un compito piuttosto complicato dato che il robot si muove a 3 o 6 km/h e potrebbe non rilevare tutte le malattie.
Quali sono gli obiettivi futuri?
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L'integrazione di un GPS con una telecamera permetterebbe di individuare i filari in cui sono state scattate le immagini. Per il momento il robot è manovrato a distanza dagli ingegneri, ma in futuro sarà automatizzato.
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Il robot non è in grado di operare quando piove perché le immagini sono sfocate e il flash cattura solo le gocce di pioggia.
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I ricercatori sono convinti che l'uso di sensori negli appezzamenti di terreno consentirebbe agli agricoltori di gestire le colture in modo più efficace e di comprendere meglio la diffusione delle malattie.
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Questo robot potrebbe essere molto utile per i viticoltori: ad esempio, potrebbe essere utilizzato per determinare il numero ottimale di vendemmiatori necessari durante la vendemmia, in particolare per ciascun vitigno. Sarebbe molto utile per la logistica della vendemmia, la logistica dello stoccaggio, la distribuzione per vitigno e le previsioni di vendita.
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Montando la fotocamera su un braccio robotico adattato alla base mobile, permetterebbe di fotografare i grappoli nascosti dietro il fogliame della vite. Si tratta di un'evoluzione a medio termine della soluzione robotica.
