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» 2020年12月24日 14時00分 公開

スマートアグリ:AIが果実の熟度を高精度判定、農研とデンソーらが自動収穫ロボットを共同開発 (1/2)

農業・食品産業技術総合研究機構は2020年12月23日、立命館大学やデンソーと共同で果実収穫用ロボットのプロトタイプを開発したと発表。ロボットが圃場内を自動走行し、カメラを通じてAIが果実の熟度を自動判定する。ロボット本体のハードウェアはデンソーが、ロボットの果実認識技術などは立命館大学が開発した。

[池谷翼,MONOist]

 農業・食品産業技術総合研究機構(以下、農研機構)は2020年12月23日、立命館大学やデンソーと共同で果実収穫用ロボットのプロトタイプを開発したと発表した。収穫ロボット本体のハードウェアをデンソーが、ロボットの果実認識技術や果実の収穫適期判断技術、収穫ロボット本体と自動走行車の制御ソフトウェアを立命館大学がそれぞれ開発した。

農研機構が立命館大学やデンソーと共同で開発した果実収穫用ロボットのプロトタイプ*出典:農研機構[クリックして拡大]

樹列と並行して自動走行、ロボットアームで果実を収穫

 今回発表した果実収穫ロボットは、リンゴやナシ、セイヨウナシの収穫を想定して開発したものである。

 ロボットは大まかに果実収穫ロボット搭載部と、それをけん引するための、ゴルフカートをベースに設計された自動走行車両(UGV:Unmanned Ground Vehicle)部で構成されている。果実収穫ロボットの上方と下方にはデンソーのロボットアームが1台ずつ搭載されている。この他、果実の着果位置測定や熟度判定のためにRGB-Dカメラを4台搭載した。

果実収穫用ロボットの機器構成*出典:農研機構

 UGVの左右前方には2次元LiDAR(Light Detection and Ranging、ライダー)をそれぞれ1台ずつ搭載した。UGVはLiDARのセンシング情報を基に周囲環境を認識して、果樹列のラインを自動検出。果樹列と並行する形で走行する。樹列間を抜けた後は、圃場内に設置された白色ポールを検出することで自己位置を把握し、あらかじめ設定された経路に沿うように旋回、次の樹列間に入る。

自動走行車両部の前方にはLiDARを搭載し(左)、走行時や旋回時に樹列やポールなどを認識する(右)*出典:農研機構[クリックして拡大]

 走行中は果実収穫ロボット部のRGB-Dカメラが樹列を認識して、収穫に適した熟度の果実を見つけると、UGVがいったん停止した上でロボットがアームを伸ばして果実を収穫する。この際、ロボットは自身と果実の着果位置や大きさを、RGB-Dカメラのセンシングデータを基に把握し、果実を傷つけないようにアームの軌道計画を設定する。なお、収穫の作業スピードは人間と同等(1個当たり11秒程度)以上の速度を目標に開発したという。

RGB-Dカメラで果実の着果位置を計測(左)した上で、ロボットアームによる果実収穫を行う(右)*出典:農研機構[クリックして拡大]
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