تستخدم يد الروبوت اللمس والرؤية لجني الفاكهة الناضجة بدقة تقترب من 100%
طور الباحثون قابضًا آليًا ناعمًا يمكنه فحص الفاكهة للتأكد من نضجها وحصادها دون التسبب في ضرر، وهي قدرة يمكن أن تساعد في تقليل هدر الطعام وتحسين كفاءة الحصاد. يستخدم الجهاز أصابع ناعمة من السيليكون والبولي يوريثين مزودة بأجهزة استشعار متعددة لقياس حجم الفاكهة وشكلها ولونها وصلابةها قبل تحديد ما إذا كانت جاهزة للقطف. تم اختبار النظام على الفراولة ويمكنه إزالة الفاكهة عن طريق لف ساقها بدلاً من قطعها. تم تطوير القابض من قبل فريق يضم أناند ميشرا، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية والمواد وهندسة الفضاء الجوي في جامعة وست فرجينيا. بدأ البحث في جامعة كورنيل ويستمر في جامعة فرجينيا الغربية. تعالج هذه التكنولوجيا تحديًا كبيرًا في الزراعة: حصاد الثمار الرقيقة في المرحلة المناسبة من النضج. تتمتع الفواكه مثل الفراولة والتوت بفترة حصاد ضيقة ويمكن أن تتعرض للكدمات بسهولة أثناء القطف والنقل والتخزين. قبضة لطيفة واستشعار ذكي قال ميشرا “إن عمليات الفحص والحصاد السريعة والدقيقة التي نقوم بها في قابضنا يمكن أن تقلل من تلف الفاكهة وتخفض تكاليف سلسلة التوريد”. “تعد عمليات فحص الفاكهة أمرًا بالغ الأهمية لاتخاذ قرارات الحصاد التي يتخذها العمال البشريون تقليديًا. ومع ذلك، فإن استخدام العمال البشريين في الحصاد ينطوي على تحديات مثل نقص العمالة، والمخاوف الصحية وعدم الدقة في الانتقاء.” وقد تم اقتراح الروبوتات الزراعية كحل، ولكن العديد من الأنظمة الحالية مصممة لبيئات الدفيئة الخاضعة للرقابة بدلاً من المزارع الخارجية. يمكن للقابضات الآلية التقليدية أيضًا أن تلحق الضرر بالفاكهة الناعمة بسبب بنيتها الصلبة. ويجمع النظام الجديد بين الاستشعار اللمسي والبصري في تصميم آلي ناعم. وتعمل الألياف الضوئية القابلة للتمدد الموجودة داخل كل إصبع كمستشعرات لمس وانحناء، بينما يتم تركيب كاميرا مصغرة ومستشعر مسافة في راحة اليد. يمكن للقابض ذو الأصابع الخمسة تحديد شكل الفاكهة وصلابتها ونضجها مع اكتشاف الانزلاق أثناء المناولة. وأفاد الباحثون أن الجهاز يمكنه الفتح والإغلاق في أقل من ثانيتين، ورفع الأحمال التي يصل وزنها إلى كيلوغرام واحد، وتحقيق دقة تقترب من 100 بالمائة في التنبؤ بالشكل. ووفقا للفريق، يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا مفيدة بشكل خاص للفواكه التي لا تظهر علامات بصرية واضحة للنضج. يعتبر الأفوكادو أحد الأمثلة، حيث يعتمد المزارعون غالبًا على اللمس بدلاً من المظهر لتحديد توقيت الحصاد. ما وراء البستان قال ميشرا: “يُطلق على مجموعتي البحثية في جامعة فرجينيا الغربية اسم مختبر الروبوتات لأننا نركز على الروبوتات التي تحاكي علم الأحياء”. “نحن نصمم روبوتات اسفنجية ومطاطية مستوحاة من الحيوانات.” تصميم القابض مستوحى من الأنظمة البيولوجية ويشبه يد الإنسان ونجم البحر. ويقول الباحثون إن الهيكل الناعم يسمح لها بامتصاص القوى بشكل مختلف عن الروبوتات الصلبة التقليدية، مما يجعلها أكثر ملاءمة للتعامل مع الأشياء الحساسة. وإلى جانب الزراعة، يمكن استخدام تكنولوجيا الاستشعار في مجالات أخرى تتطلب معالجة دقيقة. وقال ميشرا: “يقدم هذا النظام تطبيقات في استكشاف الفضاء والرعاية الصحية ومناولة الطعام والتلاعب تحت الماء”. “في مجال الروبوتات الطبية الحيوية، على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي دمج الانحناء والاستشعار عن طريق اللمس إلى تعزيز الأجهزة القابلة للارتداء وإعادة التأهيل.” يعتقد الباحثون أن الجمع بين المواد اللينة والاستشعار المتكامل يمكن أن يساعد الروبوتات على التفاعل بشكل أكثر أمانًا وفعالية مع كل من الأشياء والمناطق المحيطة بها. ونشرت الدراسة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.
تم النشر: 2026-06-12 00:37:00
