Мягкая робототехника для сбора спелой клубники

16.04.2026

Агротехнология все чаще обращается к робототехнике, пытаясь решить одну из самых сложных задач сельского хозяйства - аккуратный и точный сбор нежных плодов без повреждений. Особенно это актуально для ягод, таких как клубника, где даже небольшое избыточное усилие может испортить товарный вид урожая. На этом фоне появляются системы, способные не только видеть плод, но и буквально "ощущать" его состояние.

Исследователи Cornell University разработали мягкий роботизированный захват, который способен определять степень спелости ягод по их жесткости и аккуратно собирать клубнику, не повреждая растение. Эта система объединяет сразу несколько технологий: растяжимые волоконно-оптические сенсоры, встроенную камеру и механизм вращательного отделения плода, что делает ее полноценным примером современной мягкой робототехники.

Проект возглавил Anand Mishra, работающий в лаборатории Rob Shepherd, профессора механической инженерии John F. Carr Professor of Mechanical Engineering. В разработке также участвовал Marvin Pritts, профессор садоводства, чья экспертиза позволила адаптировать роботизированную систему к реальным задачам ягодного производства и особенностям сельскохозяйственных культур.

Основная идея технологии заключается в том, чтобы сделать сенсорную систему максимально "мягкой" и совместимой с объектом воздействия. Как объясняет Rob Shepherd, волоконно-оптические тензодатчики обладают механическими свойствами, близкими к материалу самого захвата, благодаря чему они становятся его естественным продолжением. Это позволяет системе не просто измерять параметры плода, а фактически взаимодействовать с ним как единое целое.

Технически устройство использует два волоконно-оптических сенсора, которые фиксируют кривизну и давление при контакте с ягодой. На основе этих данных система оценивает жесткость плода, что позволяет судить о его спелости. Захват автоматически подстраивает силу воздействия, снижая риск повреждения, а после захвата активируется планетарный редукторный механизм, который аккуратно скручивает ягоду, отделяя ее от растения без резкого рывка.

Дополнительно в конструкцию встроена камера, которая помогает обнаруживать плоды даже в условиях частичного перекрытия листьями. Это важно для реальных полевых условий, где визуальная доступность ягод часто ограничена. Благодаря сочетанию зрения и тактильного восприятия система получает более полную информацию о каждом объекте сбора.

Обучение робота проводилось на клубнике как на модельной культуре. В процессе обучения использовался подход, при котором спелость сначала оценивалась по измеренной жесткости, а затем проверялась визуально по цвету плода. Такой метод позволил сопоставить тактильные данные с реальным состоянием ягоды. По данным Cornell, Anand Mishra смог добиться высокой точности в определении момента сбора на основе анализа механических характеристик плода.

Разработчики отмечают, что потенциал технологии выходит далеко за пределы одной культуры. В числе перспективных применений упоминаются авокадо, ананасы и pawpaws (азимина), где определение зрелости визуально затруднено или невозможно. Как подчеркивает Rob Shepherd, у pawpaws созревание происходит быстро, а внешние признаки не всегда позволяют вовремя определить оптимальный момент сбора, из-за чего часть урожая может быть потеряна.

В Cornell University также рассматривают возможность использования подобных роботизированных систем в более сложных сельскохозяйственных моделях, включая многокультурное производство и снижение зависимости от химических средств защиты растений. Хотя конкретные экономические показатели пока не приводятся, направление разработки указывает на стремление к созданию более автономных и экологичных методов ведения сельского хозяйства.

<< Назад: Квантовый газ, который не греется 16.04.2026

>> Вперед: Картофель будущего для чипсов 15.04.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Умная линза следит за уровнем глюкозы 04.02.2018 Инженеры из Национального института науки и технологий города Ульсана в Южной Корее создали "умную" контактную линзу - сенсор глюкозы в слезной жидкости. Линза состоит из гибкой прозрачной основы, антенны, сенсора глюкозы и крошечного светодиода, соединенных полоской прозрачного проводящего материала. Антенна принимает радиосигнал от ближайшего передатчика и преобразует его в небольшое количество электроэнергии. Сенсор измеряет количество глюкозы в слезной жидкости и когда сахара становится слишком много, посылает сигнал на светодиод. Он предупреждает хозяина линзы о том, что пора принят инсулин. Когда уровень сахара снижается, диод гаснет. В предлагавшихся до сих пор прототипах "умных" контактных линз, (к примеру, у стартапа Verily Life Sciences) использовались жесткие и непрозрачные детали, потенциально опасные для глаза. Создатели линзы-детектора глюкозы считают, что их разработка лишена этих недостатков: 90% линзы совершенно прозрачно, из негибких материалов выполнены только самые маленькие детали. Пока линзу испытали только на кроликах; впереди испытания на людях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026