طوّر فريق من جامعة ولاية واشنطن مؤخراً روبوتاً لقطف الفراولة يجمع بين نظام الرؤية بالذكاء الاصطناعي وقابض سيليكون ناعم، ويستخدم مروحة لنفخ الأوراق جانباً ليصل إلى الثمار المخفية بدقة. أظهرت الاختبارات المعملية والحقلية دقة التعرف على الفراولة بنسبة 80% ودقة الحكم على الانسداد بنسبة 93%. يُعد هذا الإنجاز خطوة حاسمة نحو التطبيق التجاري للحصاد الآلي في المزارع المكشوفة.

تتميز الفراولة بنعومة قشرتها وكثرة انسدادها بالأوراق، مما يجعلها تتضرر بسهولة أثناء القطف، وهو ما يشكل تحدياً كبيراً في تصميم الروبوتات. طوّر الفريق بقيادة جامعة ولاية واشنطن روبوتاً جديداً يدمج نظام رؤية بالذكاء الاصطناعي و"أصابع" سيليكون مرنة ونظام مروحة لنفخ الأوراق، مما يتيح تحديد موقع الثمار المخفية وقطفها بدقة.

نُشرت نتائج التصميم والاختبار في يوليو بمجلة Computers and Electronics in Agriculture. المؤلف الأول هو الباحث هي زي شوان (Zixuan He) الذي حصل على الدكتوراه من WSU ويعمل الآن باحثاً ما بعد الدكتوراه في جامعة آرهوس بدولة الدنمارك. من بين المؤلفين المتعاونين الأستاذ السابق في هندسة الأتمتة الزراعية بـWSU (الآن في جامعة كورنيل) مانوج كاركي (Manoj Karkee)، والأستاذ الفخري بمركز الزراعة الدقيقة والأتمتة بـWSU تشين تشانغ (Qin Zhang).

تبلغ قيمة سوق الفراولة العالمية 20 مليار دولار ومن المتوقع أن ينمو بنسبة 6% سنوياً خلال العقد القادم، لكن نقص اليد العاملة المستمر يرفع التكاليف وقد يحد من الإنتاج. ورغم سنوات من جهود الجامعات والشركات الخاصة، ظل التطبيق التجاري لروبوتات القطف يواجه عقبات، أبرزها صعوبة رؤية الثمار المحجوبة بالأوراق.

يعتمد الروبوت على منصة رباعية العجلات مزودة بنظام رؤية اصطناعية: كاميرا ثلاثية الأبعاد تلتقط الصور الملونة ومعلومات العمق في الوقت نفسه، ثم يطابق نموذج تعلم الآلة خصائص الثمار مع البيانات المكانية لتحديد الموقع. الابتكار الرئيسي هو نظام المروحة: أنابيب بجانب القابض الناعم تطلق تياراً هوائياً مستقراً لدفع الأوراق جانباً. أظهرت التجارب أن معدل القطف دون استخدام المروحة كان 58%، وبعد تفعيلها ارتفع إلى 74%.

يستغرق النظام حالياً حوالي 20 ثانية لقطف حبة فراولة واحدة، ويحتاج إلى تحسينات مستقبلية في الكفاءة والسرعة. يرى هي زي شوان أن نظام المروحة يمكن تعميمه على روبوتات قطف محاصيل أخرى تعاني من الانسداد مثل العنب. وأكد أن الروبوت لن يحل محل العمالة البشرية تماماً في المدى القصير، بل سيكون مكملاً قيّماً عند نقص الأيدي العاملة: "قد لا يحل محل البشر كلياً في الوقت الحالي، لكنه سيكون حلاً واعداً للغاية عندما تكون القوى العاملة في الحقول غير كافية".