SWEEPER、パプリカ収穫ロボットの成果を公表 熟果の18%を収穫

何が起きたか

EUの研究プロジェクトSWEEPERは、パプリカ収穫ロボットの成果を公表した。既存のダブルステム列栽培体系では熟果の18%を収穫し、1果あたりの平均サイクルタイムは24秒だった。シミュレーション上の最適な条件では収穫率61%を達成し、完全自律型ロボットは5〜10年以内に実用化可能としている。

詳細

SWEEPERプロジェクトは、高技術温室という非構造的で変動の多い環境でのロボット応用という困難な分野に焦点を当てた。主な成果はパプリカ収穫機であり、その他の成果として、自律移動プラットフォーム、特許取得済みの収穫用エンドエフェクタ、収穫後物流、果実の位置特定と成熟度検出、障害物検出・回避のための深層学習ツール、ROSフレームワークによるロボット制御、マニピュレータとプラットフォームの動作計画・制御、ビジュアルサーボ、ユーザーインターフェースが含まれる。さらに、4つのパプリカ画像データベース、ロボット収穫のための開いた作物構造を得る栽培管理戦略、テストシナリオ、経済シミュレーションツールも成果として挙げられる。 既存のダブルステム列栽培体系では、熟果の18%が収穫され、1果あたりの平均サイクルタイムは24秒だった。これは、先行プロジェクトCROPS（収穫率6%、サイクルタイム106秒）と比較して約4倍の性能向上である。残るボトルネックは、主に速度、果実のクラスタリング、葉によるパプリカの遮蔽、そしてダブルステム列栽培体系では果実の半分しか到達・収穫できないことである。最適化された栽培体系を考慮したシミュレーションでは、単一ステム列の仮定で、遮蔽する葉や果実クラスタを事前に剪定した場合、熟果の61%が収穫された。これは、育種やその他の方法で果実の視認性を高め、クラスタリングを減らすことが将来のロボット収穫に与える可能性を示している。完全自律型のパプリカ収穫ロボットは5〜10年以内に実用化可能としている。 一方で、ロボットは既存のダブルステム列栽培体系で、手作業の収穫作業者の補助として使用できる可能性がある。そのためには、クラスタリングや葉の遮蔽が少ない作物が必要であり、サイクルタイム（10秒未満）、収穫収量（約50%）、生産損失（1%未満）のさらなる段階的改善が求められる。小さな適応で、他の作物にも応用可能であり、キュウリの栽培体系では葉が継続的に剪定されるため、パプリカよりもロボット収穫が容易であるとしている。 SWEEPERプロジェクトの成果は、農業分野でのロボット導入により、労働力とコストがボトルネックとなる場合に、少なくとも部分的に手作業を代替するとしている。ロボットの導入は、ロボットオペレーターやメンテナンスの新たな雇用を生み出し、収穫作業者の仕事をロボットとの共同作業に変えるとしている。生産者は熟練した人員の確保からの独立性を高め、機械製造企業はロボットの販売やリースなどの新規ビジネスで利益を得るとしている。成果は他の農業分野（露地果実収穫など）にも応用可能であり、普及活動により、キュウリ、トマト、ブドウ、リンゴ、カルダモン、バナナ、ココヤシなどの収穫に関する研究・ビジネス提案が世界中から寄せられた。コンソーシアムは、将来の研究開発および官民プロジェクトで成果を活用する予定である。

Key Facts

なぜ重要か

SWEEPERの成果は、高技術温室という非構造的環境でのロボット収穫の実現可能性を示し、農業労働力不足への対応策として注目される。特に、収穫率とサイクルタイムの改善は、ロボット収穫の実用化に向けた重要な進展であり、他の作物への応用も期待される。