Ngành công nghiệp quả mọng tại Hoa Kỳ, bao gồm các sản phẩm tươi, đông lạnh và chế biến, đã trở thành một lĩnh vực trị giá hàng tỷ đô la. Tại bang Arkansas, quả mâm xôi tươi đóng góp 24,3 triệu đô la mỗi năm cho nền kinh tế địa phương. Tuy nhiên, việc thu hoạch loại quả mỏng manh này hiện đang gặp khó khăn do hoàn toàn phụ thuộc vào sức lao động thủ công. Nhằm giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Arkansas đã phát triển một thiết bị kẹp robot mới nhằm tự động hóa quá trình thu hoạch quả mâm xôi.
Công nghệ đột phá, thiết kế thông minh
Vào tháng 4 vừa qua, Văn phòng Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ đã cấp bằng sáng chế cho phát minh mang tên "Thiết bị kẹp robot mềm để thu hoạch quả mọng". Công nghệ này được phát triển bởi một trợ lý giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí - Anthony Gunderman, cùng với Giáo sư Yue Chen và các sinh viên Đại học Jeremy Collins. Sáng chế này được thực hiện thông qua Technology Ventures, một bộ phận thuộc Khoa Nghiên cứu và Đổi mới của trường.
Thiết bị kẹp robot được trang bị ba ngón tay mềm mại, mô phỏng chuyển động tự nhiên của hoa tulip khi nở và khép lại. Hệ thống điều khiển giống như gân sử dụng dây đàn guitar để thu vào và kẹp nhẹ nhàng quả mâm xôi. Các cảm biến lực ở đầu ngón tay giúp đảm bảo rằng quả được hái mà không bị dập nát, điều này cực kỳ quan trọng để duy trì sức hấp dẫn của sản phẩm và tránh bị từ chối bởi USDA.
Để đảm bảo hiệu quả, các cảm biến đã được gắn vào đầu ngón tay của những người hái quả giàu kinh nghiệm, ghi lại mức áp lực tối ưu cần thiết cho quá trình thu hoạch mà không gây hư hại. Mặc dù một số loại quả như việt quất và lê đã được thu hoạch bằng máy móc, nhưng quả mâm xôi tươi vẫn phụ thuộc vào lao động thủ công.
Ứng dụng không chỉ dừng lại ở lĩnh vực nông nghiệp
Trước khi có thể áp dụng thiết bị kẹp robot này tại các trang trại, nó cần được tích hợp với hệ thống thị giác máy tính và định vị để xác định và tiếp cận quả trên cây. Ông Gunderman tin tưởng rằng công nghệ này có thể vượt trội hơn bàn tay con người trong nhiệm vụ thu hoạch.
Ngoài việc thu hoạch quả mâm xôi đen, máy kẹp còn có khả năng điều chỉnh để phù hợp với các loại trái cây mềm khác. Máy được thử nghiệm trên nhiều loại vật thể, từ các vật cứng như lê đóng hộp đến các vật mềm như túi khoai tây chiên. Với sự phát triển của thiết bị kẹp robot này, ngành công nghiệp quả mâm xôi tại Arkansas đang tiến gần hơn tới sự tự động hóa, giúp cải thiện năng suất và giảm bớt gánh nặng cho người lao động. Ông Gunderman cũng nhấn mạnh tiềm năng của công nghệ này trong việc hỗ trợ những người hạn chế khả năng vận động, cho thấy rằng ứng dụng của nó không chỉ dừng lại ở lĩnh vực nông nghiệp.
