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果実収穫ロボットのプロトタイプを開発

~人とほぼ同じ速度でのリンゴやナシなどの果実収穫を実現~

2020年12月23日

ポイント

果樹生産の大幅な省力化を目指し、人とほぼ同じ速度でリンゴやナシなどの果実を収穫するロボットのプロトタイプを開発しました。このロボットが果実を収穫する様子を動画で紹介します。今後、果樹生産地への導入が可能となるよう、実用化に向けた実証研究を継続する計画です。

農研機構
立命館大学
株式会社デンソー

農研機構、立命館大学、株式会社デンソーでは、果樹生産の担い手の減少と高齢化に対応するため、作業の大幅な省力化に向けた作業用機械の自動化・ロボット化と機械化に適した樹形の開発を推進しています。

具体的には、カンキツ、リンゴなど果樹9品目において、作業の自動化・機械化が容易なV字樹形1)などの列状密植樹形2)を開発するとともに、V字樹形に合わせて様々な作業に利用できる自動走行車両や収穫ロボットの開発を進めてきました。

この度、3法人は共同で、V字樹形のリンゴ、ニホンナシ、セイヨウナシを対象とした果実収穫ロボットのプロトタイプを開発しました。 
このプロトタイプは、自動走行車両にけん引されながら、2本のアームにより果実の収穫を行います。収穫した果実は自動走行車両の荷台に設置した果実収納コンテナシステムに送られます。果実収納コンテナシステムでは、コンテナが果実で一杯になると、空のコンテナと自動で交換しながら自動収穫を継続します。人による収穫(11秒/個)とほぼ同じ速度で収穫が可能です。

収穫ロボット開発では、立命館大学が果実認識、収穫時期判定などのソフト開発を、株式会社デンソーが収穫ロボットのハード開発を担当しました。

開発したロボットが果実を収穫する様子を動画でご覧いただけます。
動画のリンク https://youtu.be/xdnUuIIdKDY

取り組みの詳細はこちらをご覧ください。

<関連情報>
予算:農研機構生研支援センター「革新的技術開発・緊急展開事業(うち人工知能未来農業創造プロジェクト)」
       (http://www.naro.affrc.go.jp/brain/h27kakushin/files/aipro_subject2_03.pdf
特許:特開2019-209389「ロボットハンド」

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    ニホンナシV字ジョイント樹を収穫中の収穫ロボットプロトタイプ

参考図

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    図1 プロジェクトの概要

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    図2 開発した果実収穫ロボット

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    図3 ディープラーニングによる果実認識(ニホンナシV字ジョイント樹形)

□は認識に成功した果実。青と赤の◎は、ていあ部(果頂部、果実の尻の窪んだ部分)の果皮色から収穫適期を判断するためのていあ部の認識。Cam1~Cam4の画像は、収穫ロボットに取り付けられた4台のカメラが同時に撮影したそれぞれの画像。1つの画像中の果実の番号は、1つのカメラが認識した果実の通し番号。