As framboesas são a fruta definitiva do vera£o. Famosos por sua cor escarlate atraente e estrutura distinta, eles consistem em dezenas de drupeletas carnudas com uma polpa doce, mas levemente a¡cida.

Kai Junge, estudante de doutorado e primeiro autor do artigo que seráapresentado na conferaªncia RoboSoft 2022, de 4 a 8 de abril de 2022, Edimburgo. Crédito: Anne-Muriel Brouet/EPFL
As framboesas são a fruta definitiva do vera£o. Famosos por sua cor escarlate atraente e estrutura distinta, eles consistem em dezenas de drupeletas carnudas com uma polpa doce, mas levemente a¡cida. Mas essa estrutura delicada também ésua principal fraqueza, pois os deixa vulnera¡veis ​​atémesmo ao menor arranha£o ou contusão. Os agricultores sabem muito bem que as framboesas são uma fruta difacil de colher ose isso se reflete em seu prea§o. Mas e se robôs, equipados com atuadores e sensores avana§ados, pudessem ajudar? Engenheiros do laboratório de Design e Fabricação de Roba´s Computacionais (CREATE) da EPFL decidiram enfrentar esse desafio.
Os custos trabalhistas altassimos e a escassez de trabalhadores fazem com que os agricultores percam milhões de da³lares em produtos a cada ano ose o problema éainda mais grave quando se trata de culturas delicadas, como framboesas . Mas, por enquanto, não hálternativa via¡vel para colher a fruta manualmente. "a‰ um dilema emocionante para nós, engenheiros de roba³tica", diz Josie Hughes, professora da CREATE. "A temporada de colheita da framboesa étão curta e os frutos são tão valiosos que desperdia§a¡-los simplesmente não éuma opção. Além disso, o custo e os desafios logasticos de testar diferentes opções no campo são proibitivos. Por isso decidimos execute nossos testes no laboratório e desenvolva uma ranãplica de framboesa para treinar robôs de colheita."
Uma ferramenta de treinamento para robôs
Para os não iniciados, escolher uma framboesa não étarefa fa¡cil. Vocaª tem que segurar a baga por baixo, agarra¡-la suavemente entre o polegar e o dedo indicador , depois puxa¡-la com cuidado atéque ela se solte do recepta¡culo osa parte da fruta que permanece presa a planta ose caia na palma da sua ma£o. Para ajudar os robôs de colheita a se acostumarem com essa tarefa, os engenheiros da CREATE projetaram e construaram uma framboesa de silicone que pode "dizer" ao roba´ quanta pressão estãosendo aplicada, tanto enquanto a fruta ainda estãopresa ao recepta¡culo quanto depois de ser liberada. As propriedades da framboesa de silicone podem ser ajustadas para simular a resistência da fruta e exigir que o roba´ exera§a a força de colheita necessa¡ria. Graças a esse feedback, os robôs podem ser treinados para colher a fruta sem danifica¡-la. "Nossa framboesa sensorizada, juntamente com um programa de aprendizado de ma¡quina, pode ensinar um roba´ a aplicar a quantidade certa de força", explica Ph.D. estudante Kai Junge. "A parte mais difacil étreinar o roba´ para afrouxar o aperto quando a framboesa se soltar do recepta¡culo para que a fruta não seja esmagada. Isso édifacil de conseguir com robôs convencionais."
Por baixo de sua forma anormalmente uniforme esuperfÍcie rosa levemente translaºcida, a ranãplica de framboesa da CREATE éuma impressionante faznha de engenharia. Sua carne éfeita de silicone e seu recepta¡culo de pla¡stico impresso em 3D; também contanãm um sensor fluadico composto por um tubo de silicone macio para medir a força de compressão aplicada pelo roba´. A força de tração que mantanãm a fruta e o recepta¡culo juntos égerada por dois ama£s.
Por enquanto, o roba´ de colheita do laboratório épouco mais do que uma garra com dois dedos impressos em 3D cobertos com uma fina camada de silicone e presos a um braa§o roba³tico. Mesmo assim, os engenheiros tiveram que sacrificar mais de uma daºzia de framboesas para calibrar sua pina§a no laboratório. Eles então realizaram uma sanãrie de testes, primeiro colhendo a ranãplica de framboesa a ma£o e depois usando o sistema roba³tico.
Embora a equipe CREATE tenha demonstrado a prova de conceito de seu design, a tecnologia em si estãolonge de estar madura. "a‰ incrivelmente desafiador", diz Hughes. "Atéagora temos usado um sistema de feedback muito simples em nosso roba´. O pra³ximo passo seráprojetar e construir controladores mais complexos para que os robôs possam colher framboesas em uma escala maior sem esmaga¡-las." Os engenheiros estãoatualmente desenvolvendo um sistema de ca¢mera que permitira¡ aos robôs não apenas “sentir†as framboesas, mas também “ver†onde estãolocalizadas e se estãoprontas para serem colhidas. Eles planejam testar seu roba´ de colheita no campo neste vera£o, no auge da temporada local de framboesas.
"Esse tipo de sistema também pode ser usado para colher outras frutas, por exemplo", diz Hughes. "Tambanãm gostaraamos de desenvolver tecnologia para outras frutas macias e aplicar esse conceito de gaªmeos fasicos a tarefas mais complicadas, como outras frutas vermelhas, tomates, damascos ou uvas".