Las bayas frescas, congeladas y procesadas son un negocio multimillonario en Estados Unidos.
por la Universidad de Arkansas
Tan solo en Arkansas, las moras frescas aportan 24,3 millones de dólares anuales a la economía estatal. Sin embargo, estas delicadas moras, que se venden en envases tipo clamshell en los supermercados, deben recolectarse a mano, y la mano de obra agrícola ha sido limitada en los últimos años.
Una nueva pinza robótica para la recolección de bayas, desarrollada en la Universidad de Arkansas, podría ofrecer a los agricultores un sustituto de alta tecnología para la limitada disponibilidad de mano de obra.
En abril, la Universidad de Alberta (U of A) otorgó la patente estadounidense para la invención » Pinza robótica blanda para la recolección de bayas «. Technology Ventures, parte de la División de Investigación e Innovación, obtuvo la patente.
El dispositivo fue desarrollado por Anthony Gunderman, en ese momento estudiante de doctorado y ahora profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la U of A, con Yue Chen, ex profesor de la U of A ahora en Georgia Tech, y Jeremy Collins, entonces estudiante de ingeniería de pregrado de la U of A.
Inspirado en la naturaleza
La pinza robótica tiene tres dedos, cada uno de un material suave y flexible. Al tirar de un tendón (en este caso, una cuerda de guitarra), los dedos se retraen.
La construcción de robots a partir de materiales flexibles se conoce como robótica blanda, un enfoque utilizado por primera vez en la década de 1960. Al diseñar robots blandos, los desarrolladores suelen buscar modelos en la naturaleza, un proceso conocido como biomimetismo. Para la mano que recoge bayas, los investigadores se inspiraron en el diseño de un tulipán.
«Me inspiré en la forma en que una flor de tulipán se abre y se cierra cuando la luz del sol la golpea», dijo Gunderman.
En la punta de cada dedo hay un sensor de fuerza que garantiza que la pinza pueda arrancar la baya sin aplastarla. Las moras mal manipuladas pueden dañarse durante la cosecha o enrojecerse después, una condición llamada reversión de la drupa roja. Ambas son características indeseables para los consumidores. El USDA también rechaza las moras frescas con demasiados daños o demasiadas drupas rojas.
Para determinar la fuerza necesaria para recoger moras sin dañarlas, los ingenieros trabajaron con Andrea Myers, entonces estudiante de posgrado, y Renee Threlfall, profesora asociada de ciencias de la alimentación en la Estación Experimental Agrícola de Arkansas, el brazo de investigación de la División de Agricultura estatal del Sistema U of A.
El equipo colocó sensores en las yemas de los dedos de recolectores de moras experimentados y midió cuánta fuerza aplicaban al cosechar una baya.
Antes de que el robot pueda implementarse en las granjas, aún es necesario desarrollar las tecnologías de visión computacional y posicionamiento que le permitirían encontrar y alcanzar las bayas en la planta.
Hoy en día, las frutas más robustas, como los arándanos y las peras, se cosechan comúnmente con máquinas. Y para las moras que se congelan o procesan, se utilizan máquinas de cosecha automatizadas más robustas.
Mejor que un humano
La mano humana puede adaptarse a muchas tareas. Pero Gunderman cree que algún día la mano robótica podría ser mejor recogiendo moras.
«Cuando hablamos de una tarea específica, sin duda es posible diseñar algo mejor que la mano humana para esa tarea específica», afirmó.
La pinza robótica también podría ser más consistente que los trabajadores humanos.
«Dependiendo de si tienes una cosechadora manual nueva o alguien que lleva décadas haciéndolo, obtendrás bayas de una calidad muy diferente», dijo Gunderman.
La pinza también se puede utilizar para coger otras frutas blandas, como las frambuesas.
La pinza robótica se probó con diversos objetos, desde objetos duros como un frasco de peras y una lata de frijoles hasta objetos blandos y flexibles como una bolsa de papas fritas y una camiseta. Según Gunderman, la pinza blanda también podría ser una herramienta para personas con movilidad reducida debido a lesiones o la edad.
