Forskare vid Norges biovetenskapliga Universitet (NNMU) tränar som bäst en robot i konsten att plocka jordgubbar. Det är i och för sig inget nytt men roboten tränas dessutom i färdigheten att välja ut alla mogna jordgubbar.
Plockroboten med namnet Thorvald rullar försiktigt genom en tunnel mellan raderna av jordgubbar på jakt efter mogna bär. Först analyserar roboten varje jordgubbe på avstånd för att avgöra om bäret fyller kriterierna.
Om detta är fallet, sträcker Thorvald plockarmen mot jordgubben, analyserar varje sida av bäret innan den bestämmer sig för att rata eller godkänna det utvalda exemplaret, som i så fall hamnar i en korg. Därefter fortsätter Thorvald med nästa jordgubbe.
Roboten gör exakt samma bedömning av vartenda bär och blir aldrig uttråkad på jobbet. Thorvald har beredskap att arbeta i timmar eller en hel dag, klockan runt. Huvudsaken är att batteriet är laddat.
Egentligen är det inte Thorvald som bestämmer vilka bär som ska plockas, för roboten är inte smart. Thorvald utför bara de arbetsmoment som forskarna har programmerat in i robotens styrsystem.
Förenar biologi med teknologi
Det intressanta forskningsprojektet beskrivs i universitetets forskningspublikation Forskning.no. Projektet är ett framtidsscenario, fastän växtforskaren Siv Fagertun Remberg vid NMBU betonar att tekniken ännu måste slipas.
Thorvald plockar visserligen bär, men har en del kvar att lära. Den måste trimma sina urvalskriterier som hjälper att välja ut de rätta bären med god kvalitet. Fortfarande hamnar några omogna bär i korgen och det går förstås inte an i längden.
Flera faktorer kan störa analysen av jordgubbarna som hänger på plantan. Ljuset är en sådan faktor. Forskarna analyserar noga skörderesultatet i ett laboratorium med avseende på storlek och form.
Plockningsroboten genomför också kemiska analyser som jämföra information om bärets struktur och sammansättningen av kemiska ämnen. Socker och syrlighet är några av de kriterier som analyseras.
Företaget Saga Robotics har utvecklat tekniken bakom Thorvald. Forskarna hos NMBU bidrar med expertis inom växtbiologin. Tillsammans söker ingenjörer och biologer gemensamt efter lösningar för att vidareutveckla roboten.
Vi på NMBU kan växtbiologi och växtproduktion och tillsammans med Saga Robotics bestämde vi oss för att undersöka möjligheterna att vidareutveckla jordgubbsplockaren, säger Remberg.
I teamet ingår forskare från livsmedelsinstitutet Nofima som bidrar med kemiska analyser och smakpaneler. Experter vid forskningsinstitutet Sintef utvecklar de känsliga sensorerna i robotens plockningsenhet.
Mogna gubbar hela sommaren
Jordgubbar produceras mestadels utomhus i Norge. Försöken genomförs i en växthustunnel där mogna bär odlas från maj till september. Än så länge är den automatiska precisionsplockningen en framtidsvision, medger Remberg.
Hos NIMBU odlas sorten Murano, som blommar och utvecklar bär så länge temperaturen är tillräckligt hög och dagarna långa. Murano passar också Thorvalds långa plockarm. Bären utvecklas i alla mognadsstadier.
Thorvalds inträde i jordgubbsproduktionen har ökat betydelsen och intresset för plantans fysiologi. Växtsorten borde kontinuerligt producera bär i jämn takt. Växtskyddet är mer krävande i tunnel än på friland.
Forskarna har utvärderat de viktigaste egenskaperna hos bären för att underlätta den robotiserade skörden. Färgen är det översta kriteriet men självklart är även inre kvaliteter som sötma och fasthet viktiga egenskaper, säger Remberg.
På den punkten kommer forskarna hos Nofima och Sintef in i bilden. Otaliga mätningar av mognadsgrad, sockerhalt och andra parameter måste genomföras för att kalibrera robotens styrenhet för plockarmen.
Sensorerna måste också fastställa jordgubbens färg. Forskarna hos Sintef har utvecklat sensorer som kan urskilja olika färgnyanser. Infraröda spektroskopimätningar fastställer mängderna av protein, vatten, fett och kolhydrater i bären.
Plockarmen ska finjusteras
Livsmedelsinstitutet Nofima bidrar med en smakpanel som analyserar jordgubbarna med avseende på bland annat sötma, syrlighet och fasthet. Resultaten samkörs med andra analysmetoder i projektet, säger Remberg.
Thorvald ska trimmas enligt preferenserna hos norska konsumenter. Mänskliga jordgubbsplockare gör en individuell bedömning av varje bär. Roboten Thorvald ska lära sig att välja ut de perfekta bären från varje muranoplanta.
Nu jobbar vi med att förfina plockarmen. Det är viktigt att armen inte kommer i onödig kontakt med bären, som då kan ta skada. Armen ska undersöka varje del av bäret för att trygga skördens kvalitet, säger Remberg.