Để thay đổi khâu thu hoạch thủ công, PGS.TS Phạm Mạnh Thắng đã hoàn thiện sản phẩm robot hái trái cây tự động.

Tự động phát hiện quả chín để hái

Ngày 10/1, Trường ĐH Công nghệ, ĐHQGHN đã tổ chức nghiệm thu thành công đề tài khoa học công nghệ cấp ĐHQGHN mang tên “Nghiên cứu phát triển Robot thao tác di động tích hợp công nghệ 4.0 ứng dụng trong nông nghiệp” do PGS.TS Phạm Mạnh Thắng, Chủ nhiệm Khoa Cơ học kỹ thuật và Tự động hóa làm chủ nhiệm.

Theo PGS.TS Phạm Mạnh Thắng, hiện nay, công nghệ robot đang được kỳ vọng sẽ ứng dụng phổ biến trong nông nghiệp công nghệ cao nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí và giải quyết những mối lo ngại về nguồn nhân lực.

Tuy nhiên, qua quá trình khảo sát, nhóm nghiên cứu nhận thấy ngay cả ở những nhà kính sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, khâu thu hoạch vẫn chưa được tự động hóa. Trăn trở trước bài toán này, nhóm đã triển khai ý tưởng chế tạo robot hỗ trợ cho việc thu hoạch nông sản.

“Nếu ở dây chuyền tự động hóa lắp ráp xe hơi, các yếu tố kích thước, vị trí luôn cố định nên quá trình điều khiển diễn ra dễ dàng hơn. Một robot vặn ốc tại một nhà máy được lập trình để dùng chính xác dụng cụ ở cùng một vị trí trên mỗi chiếc xe cùng loại. Còn đối với ngành nông nghiệp thì bài toán kích thước, vị trí sản phẩm thay đổi theo điều kiện tự nhiên nên việc điều khiển sẽ phức tạp hơn rất nhiều.

Do đó, ngoài hệ thống tay gắp hoạt động tốt, robot hái hoa quả phải có đủ độ thông minh để phát hiện độ chín của trái cây, di chuyển trong không gian ba chiều đến vị trí có trái cần hái. Đây là một tổ hợp những phân tích không gian, bài toán điều khiển, công nghệ phức tạp”, TS Thắng nói.

Nhóm đã phân tích bài toán và thiết kế, bước đầu chế tạo sản phẩm với 1 robot có kích thước nhỏ gọn, có thể luồn qua các khe trống giữa 2 luống canh tác. Robot có khả năng phát hiện các loại trái cây, nhận biết các quả chín.

Giá thành bằng 30% so với robot nhập khẩu

Robot cần phải có khả năng kẹp sâu vào dây leo để hái quả chín mà không làm ảnh hưởng đến các quả xanh xung quanh. TS Thắng cho biết, các robot được lập trình để khi hoạt động, chúng có thể khéo léo chỉ hái quả chứ không nhổ cả một cây lên.

Các robot phải có khả năng phát hiện các loại trái cây, nhận biết liệu chúng đã chín hay chưa. Từ đó, chúng có thể xác định được quả nào có thể thu hoạch, ngay cả trong vườn cây lộn xộn và phức tạp.

“Robot di chuyển xung quanh bên trong nhà kính một cách nhẹ nhàng. Các cảm biến của robot nhìn thế giới ở chế độ 3D đầy đủ. Chúng có thể sử dụng thông tin này để lên kế hoạch đúng đường đến mục tiêu.

Đây cũng chính là những ưu điểm mà robot thu hái hoa quả có thể mang lại những tiềm năng ứng dụng rộng rãi và rất tốt trong nông nghiệp công nghệ cao như hệ thống nông nghiệp nhà kính, nhà lưới ở nước ta hiện nay”, PGS.TS Phạm Mạnh Thắng cho biết.

Vì được thiết kế, chế tạo toàn bộ các thành phần trong nước nên giá thành chỉ khoảng 30% so với chủng loại robot tương tự phải nhập khẩu. Các phần mềm điều khiển robot các kỹ sư Việt Nam hoàn toàn có thể lập trình và làm chủ được, không phụ thuộc vào công nghệ của nước ngoài.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục hoàn thiện sản phẩm, kết hợp với các đối tác doanh nghiệp có nền nông nghiệp công nghệ cao phát triển như Hàn Quốc… để mở rộng khả năng và không gian hoạt động của robot để nhân rộng mô hình hoạt động cũng như hiệu quả của sản phẩm này.

Theo PGS.TS Phạm Mạnh Thắng, để ứng dụng rộng rãi robot thì nền nông nghiệp các nước đạt một số chuẩn nhất định về hạ tầng cùng với sự quan tâm của các nhà quản lý nông trại đến việc tự động hóa bằng robot, nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí và giải quyết những mối lo ngại về nguồn nhân lực trong thị trường nông nghiệp.