רובוט ראשון מסוגו בעולם לקטיף סלקטיבי של פלפלים- אוניברסיטת בן-גוריון בנגב

מאגד (קונסורציום) בינלאומי הכולל חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב פיתח את רובוט הקטיף המתקדם בעולם. Sweeper (ראשי תיבות של Sweet Pepper Harvesting Robot) הציג את ביצועיו לאחרונה בתחנת מחקר לייצור ירקות בבלגיה וזכה להצלחה יוצאת דופן: הרובוט האוטונומי, סרק את שורות גידולי הפלפלים, זיהה את הפירות בנוף הצמח וקטף רק את הפירות הבשלים, המתאימים לקטיף מביניהם.​

​פרויקט Sweeper בתמיכת תוכנית horizon 2020 של האיחוד האירופי נועד לפתור, לפחות חלקית, את המחסור הגדול בכוח אדם לחקלאות ברחבי העולם ולפתח את הרובוט המסחרי הראשון לקטיף של ירקות/פירות.  צוות הפרויקט מאמין כי הקטיף הרובוטי יחולל מהפכה בתעשיית החקלאות שכן  עם סיום פיתוח המערכת היא תאפשר קטיף רציף בכל שעות היממה.

"אין כאן תחרות מול אנשים", מדגישה פרופ' יעל אידן, חברת סגל במחלקה להנדסת תעשייה וניהול, מובילת יוזמת ABC לרובוטיקה והחוקרת הראשית המובילה את הפרויקט מטעם אוניברסיטת בן-גוריון. "המחסור בידיים עובדות מהווה צוואר בקבוק אדיר. כניסת הרובוטים לענף לא תוביל לעלייה באבטלה. חשוב להבין שפשוט אין כוח אדם".

פרסום

לדבריה, קיימות ברחבי העולם מערכות מסחריות הפועלות בחקלאות, אך לא קיימת מערכת אוטונומית מסחרית לקטיף סלקטיבי, מכיוון שפיתוחה הוא עניין סבוך במיוחד בשל מורכבות הסביבה החקלאית.

"הפרויקט מורכב ויומרני למדי", מציינת פרופ' אידן. "מטרתו הייתה לפתח את הרובוט המסחרי הראשון בעולם לקטיף סלקטיבי. העבודה הייתה אינטנסיבית והיא דרשה שעות של עבודה בחממה, יחד עם חקלאים ואנשי אגרונומיה, ושעות אינטגרציה. מחקר רובוטי לבדו לא היה מביא אותנו לתוצאה המוצלחת. עשינו זאת בזכות שיתוף הפעולה הבינתחומי של החברים במאגד. הובלנו כיוון מחקר חדשני בו נבחנו זנים ושיטות גידול שונות על מנת להתאימם בצורה מיטבית לרובוט, במקביל לשיפור ואופטימיזציה של הרובוט".

תפקידו של צוות המחקר מאוניברסיטת בן-גוריון הינו שיפור יכולתו של הרובוט לאתר תוצרת בשלה  באמצעות פיתוח האלגוריתם של הראייה הממוחשבת ברובוט – זיהוי המיקום של הפרי, מידת הבשלות שלו ובעצם אופטימיזציה של תנועת הרובוט לצורך גילוי הפרי. "מנקודת מבט אחת של הרובוט, למשל, ניתן לראות רק 60 אחוז מהפרי", אומרת פרופ' אידן. "נדרשות לפחות שתי נקודות מבט בכדי לזהותו, ויש לבחון גם אילו נקודות מבט, כלומר: מאלו זוויות רצוי לגשת לפלפל, כדי לחסוך בזמן הקטיף באופן האופטימאלי. תהליך ההבשלה של הפלפל אינו הומוגני כמו בעגבנייה, כך שהמשימה שהרובוט אמור להתמודד עמה מורכבת יותר יחסית. העיקרון הוא שרובוט המיועד לקטיף חייב להיות פשוט, כיוון שבסביבה החקלאית לפשטות יש חשיבות רבה  ועליו  לעבוד בצורה אמינה", היא מוסיפה. 

הרובוט מתלבש על פלטפורמה שמאפשרת נסיעה בחממה והובלת הפרי הקטוף עד לבית האריזה בצורה אוטונומית. "החממות בישראל עדיין אינן בנויות לניידות כמו בהולנד. כדי להביא את הפיתוח הזה לישראל תידרש התאמה. זה יקום וייפול לפי מידת הכדאיות הכלכלית", מסבירה פרופ' אידן.

בהתבסס על התוצאות האחרונות, צוות הפרויקט מצפה כי רובוט מסחרי לקטיף פלפל יהיה זמין בתוך חמש עד עשר שנים, כאשר הטכנולוגיה יכולה להיות מותאמת גם לקטיף יבולים אחרים.

רובוט SWEEPER בעת קטיף | צילום: Research Station for Vegetable Production at St. Katelijne Waver

פרסום

הצוות הישראלי של הפרויקט, שהחל בפברואר 2015, כולל את פרופ' אוהד בן שחר, דירקטור מייסד של המכון לראייה חישובית וראש המחלקה למדעי המחשב והדוקטורנט בועז ארד, שאחראים על פיתוח אלגורתמי ראייה ממוחשבת לזיהוי הפלפל. תרמו לפיתוח האלגורתמים גם הדוקטורנט רותם מאיירון והפוסט דוקטורנטים ד"ר אהוד ברנע וד"ר אפרת טאיג.

חוקרים מהמחלקה להנדסת תעשייה וניהול: פרופ' אידן והדוקטורנטים פולינה קורטסר, ובן הראל היו אחראים על תכנון נקודות מבט מיטביות לרובוט וסיווג בשלות הפלפל.

המחקר הובל על ידי מרכז המחקר של אוניברסיטת ווג'נינגן ההולנדית (WUR-Wageningen University & Research); ושותפים בו בנוסף חברה הולנדית שתמסחר את הפרויקט (BOGAAERTS-B&AAutomation); קבוצת חוקרים אגרונומים מבלגיה, ואוניברסיטת  Umeå בשוודיה.