Dans les serres modernes, il y a une très forte demande de main-d'œuvre automatisée. En effet, la disponibilité d'une main-d'œuvre qualifiée qui accepte des tâches répétitives dans des conditions climatiques difficiles diminue rapidement. L'augmentation des coûts de main-d'œuvre ainsi que la réduction des capacités exercent une pression très importante sur la compétitivité du secteur des serres.
Une équipe de scientifiques de l'Université de Wageningen (Pays-Bas), de l'Université d'Umeå (Suède) et de l'Université Ben-Gurion du Néguev (Israël) ont développé, testé et validé le SWEEPER, un robot pour la récolte du poivron dans les serres.
Le système robotique comprend un bras industriel à six degrés de liberté équipé d'un effecteur final spécialement conçu, une caméra RGB-D, un ordinateur haut de gamme avec unité de traitement graphique, des contrôleurs logiques programmables, d'autres équipements électroniques ainsi qu'un conteneur pour stocker tous les poivrons récoltés. Le tout est monté sur un chariot qui se déplace de manière autonome sur des rails tubulaires et un sol en béton dans l'environnement de l'utilisateur final. Le fonctionnement général du robot de récolte est décrit, tout comme les détails des algorithmes de détection et de localisation des fruits, d'estimation de la pose de la prise ainsi que du contrôle des mouvements.
Les principales contributions de cette étude sont la conception du système intégré et sa validation, ainsi que des essais approfondis sur le terrain dans une serre commerciale pour différentes variétés et conditions de culture. Au total, 262 fruits ont été testés sur une période de 4 semaines. La durée moyenne du cycle pour récolter un fruit était de 24 secondes. La logistique a pris environ 50 % de ce temps (7,8 secondes pour le déchargement des fruits et 4,7 secondes pour les mouvements de la plateforme). Il faut savoir que les expériences en laboratoire ont prouvé que le temps de cycle peut être réduit jusqu'à 15 secondes en faisant tourner le manipulateur du robot à une vitesse plus élevée.
« Les taux de réussite de la récolte ont été de 61 % pour les conditions de culture les mieux adaptées et de 18 % dans les conditions de culture actuelles », soulignent les scientifiques. « En effet, cela révèle la forte importance de trouver des conditions de culture ainsi que des variétés de cultures les mieux adaptées pour une récolte robotisée réussie. Le robot SWEEPER est donc le premier robot de récolte de poivrons à démontrer ce type de performances dans une serre commerciale. »
Source : Boaz Arad, Jos Balendonck, Ruud Barth, Ohad Ben-Shahar, Yael Edan, Thomas Hellström, Jochen Hemming, Polina Kurtser, Ola Ringdahl, Toon Tielen, Bart van Tuijl, « Development of a sweet pepper harvesting robot », 2020, Journalof Field Robotics