Le projet innovant de bras robotique de QUT pourrait révolutionner la culture de la banane grâce à l’automatisation de la déviation, à l’augmentation de l’efficacité et à la promesse d’un avenir durable dans l’innovation agricole.

Dans le cadre d’une collaboration entre Hort Innovation, l’Université de technologie du Queensland (QUT), Future Food Systems, Advanced Robotics for Manufacturing Hub (ARM) et BNL Industrial Solutions, un programme de 2 millions de dollars est en cours pour transformer le paysage de la culture de la banane.

L’objectif principal est de prototyper un bras robotique qui automatisera un processus appelé décollement des bananes.

Les scientifiques et les chercheurs impliqués utiliseront des technologies telles que la vision par ordinateur et l’apprentissage automatique pour fournir à l’industrie bananière une solution aux processus répétitifs et intensifs de déchargement des bananes.

Nouvelles de l’industrie alimentaire et des boissons s’est entretenu avec le chercheur principal de QUT, le Dr Chris Lehnert, pour comprendre la nécessité de ce prototype de robot, ce qu’implique le processus de prototypage et comment une solution robotique pourrait apporter des avancées significatives à l’industrie.

Ces dernières années, M. Lehnert, qui a une formation en recherche en robotique, s’est tourné vers l’agriculture verticale, envisageant l’intégration de la robotique dans un éventail de processus de récolte au sein de l’industrie alimentaire.

Aborder les défis de l’agriculture

Au cœur de ce développement de prototype se trouve l’Australian Banana Growers’ Council (ABGC), une organisation qui dirige et représente les producteurs de bananes, dans le but d’assurer un avenir rentable et résilient à l’industrie.

À travers le pays, le groupe mène plusieurs projets axés sur les producteurs et défend les intérêts des producteurs de bananes.

Reconnaissant le besoin d’innovation technologique, l’ABGC a approché QUT pour explorer les opportunités en matière d’intelligence artificielle (IA) et d’automatisation.

QUT a commencé le processus de recherche en réalisant une étude de faisabilité, pour comprendre les difficultés des producteurs de bananes et quelles pourraient être les meilleures opportunités d’aide robotique.

Grâce à l’étude de faisabilité, les chercheurs de QUT se sont engagés directement auprès des producteurs de bananes du nord du Queensland.

Grâce à ces interactions, l’équipe a identifié la tâche difficile de retirer les bananes comme un problème clé au sein de l’industrie.

Ce processus physiquement exigeant et répétitif est devenu le point central d’un projet de recherche.

« Ce problème de déresponsabilisation a été soulevé, où le processus est une tâche à forte intensité de main-d’œuvre, il est très difficile de former les gens à faire la tâche, et cela peut être assez dangereux », a déclaré Lehnert.

Le décollement des bananes est le processus de séparation des bananes de la tige, s’il est automatisé, pourrait améliorer l’efficacité du traitement et fournir un point d’intégration précieux pour les systèmes robotiques.

Les commentaires des agriculteurs concernant leur perception de l’utilisation d’une solution robotique ont été extrêmement positifs.

Lehnert explique à partir de leur étude de faisabilité que les découvertes ont montré que les agriculteurs sont désireux d’utiliser la technologie dans leurs hangars.

Cependant, ils sont préoccupés par la fiabilité de la robotique, ce qui soulève des questions concernant la durée du cycle de vie du robot, sa cohérence, son entretien et sa maintenance.

« S’il fait la tâche, ils l’adopteront à 100% », a déclaré Lehnert.

Le chemin itératif vers le succès robotique

Le parcours de recherche à QUT suit un chemin d’innovation par le biais de la conception itérative.

« L’ensemble du processus que nous traversons est très itératif », a déclaré Lehnert.

Pour développer une solution robotique efficace, l’équipe de recherche de QUT se concentre sur deux systèmes cruciaux, liés à la vision et à l’action.

Lehnert a expliqué plus loin : « L’un d’entre eux sera le système de vision ; C’est la partie qui doit identifier où faire une coupe. Et la seconde est la partie qui déplace l’outil pour couper la main du groupe.

Chacun des deux systèmes fera l’objet de recherches distinctes, puis sera combiné pour créer une solution réussie pour l’industrie de la banane.

L’intégration constante des commentaires de l’industrie, impliquant les producteurs, les gestionnaires de hangars et les personnes supervisant les opérations quotidiennes, fait partie intégrante de leur approche.

« Nous allons avoir des producteurs, des gestionnaires de hangars et des personnes qui gèrent les affaires quotidiennes dans les hangars », a déclaré Lehnert.

Les tentatives précédentes d’aider les producteurs de bananes à se concentrer sur la technologie par le biais d’un système mécanique, cela manquait d’adaptabilité aux situations en temps réel.

« Rien de tout cela n’a réussi et c’est parce qu’il n’a pas été capable de regarder ce que fait le fruit, puis de s’adapter à ce que le fruit a fait en temps réel », a déclaré Lehnert.

Passer du prototype au succès commercial

Le succès potentiel de ce prototype robotique pourrait changer les processus de culture de la banane, le rendant plus efficace, durable et résilient.

Lorsque l’équipe de recherche arrive à une preuve de concept, elle ne passera pas à la phase de commercialisation tant que la conception ne répondra pas aux exigences et à la fiabilité des agriculteurs.

Partageant ses idées sur le processus de commercialisation, Lehnert a déclaré : « Nous avons déjà un partenaire industriel qui est vraiment intéressé par la commercialisation de la technologie. »

La dernière étape consisterait à attirer des investisseurs qui s’investissent dans le succès commercial de cette technologie transformatrice.

« Il y a beaucoup d’opportunités à la fin du projet pour chercher à attirer des investisseurs, car il y a des investisseurs qui ont un intérêt direct à aider au succès commercial de la technologie », a-t-il ajouté.

Maîtriser les impacts

Alors que le paysage robotique continue d’évoluer et de croiser une série d’industries, parallèlement aux pressions sociales croissantes pour créer des pratiques plus durables, une solution robotique pour le déchargement des bananes pourrait être monumentale.

Pour l’industrie de la banane, pendant la chaîne de transformation, le point où le plus de déchets se produisent est le système de décolletage, qui est le premier point où les fruits sont touchés.

Une solution robotique a le potentiel d’aider considérablement le secteur de la durabilité, en particulier en réduisant les déchets de produits.

« Les bananes sont très sensibles au toucher, et beaucoup de bananes sont endommagées au premier point de contact, ce qui entraîne beaucoup de déchets », a déclaré Lehnert.

Avec des exigences contingentes en matière de manipulation des aliments, l’équipe conçoit le robot pour répondre aux normes de l’industrie.

« Tout ce que nous concevons et construisons du côté de l’outil sera de qualité alimentaire, et nous envisageons également un revêtement de protection pour le robot qui est également sans danger pour les aliments », a déclaré Lehnert.

Évolutivité pour l’industrie

Avec des bananes ayant différentes espèces, variétés et niveaux de maturité, le robot QUT se concentre sur le processus de décolletage des bananes Cavendish.

Ce choix est motivé par la prévalence de la banane Cavendish comme l’une des variétés de bananes les plus cultivées.

L’impact potentiel sur l’efficacité pourrait être important, non seulement en tant qu’appareil fonctionnel, mais aussi en tant que système autonome.

« Il ne s’agit pas seulement de remplacer les travailleurs. Cela peut aider à passer à l’échelle et à répondre aux exigences de traitement de l’heure », a déclaré M. Lehnert.

Lehnert envisage que la solution robotique réponde aux défis de l’industrie en matière de pénurie d’employés et de compétences, avec la possibilité que cette solution soit un système capable de fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 sans aucune assistance.

« Les producteurs à ce stade ont du mal à trouver des travailleurs pour répondre à la demande de production qu’ils doivent transformer », a déclaré Lehnert.

L’industrie agricole adopte deux approches des solutions robotiques, la première consiste à fournir la robotique en tant que service et la seconde à fournir la robotique en tant que produit.

Le prototype QUT devrait se situer quelque part entre ces deux spectres, étant donné les premières étapes de la conception, on ne sait pas encore quelle approche cette solution adoptera.

« Cela dépend du résultat du prototype. » a déclaré Lehrert.

En tant que responsable de la recherche pour ce prototype, Lehnert vise à relever les défis uniques de l’industrie, en offrant des solutions innovantes tout en fournissant à l’industrie un robot offrant un retour sur investissement substantiel.

Les efforts de collaboration entre Hort Innovation, QUT et les partenaires de l’industrie pour développer une solution robotique pour le déchargement des bananes représentent un saut technologique pour le secteur agricole et promettent de remodeler l’avenir du déchargement des bananes, en relevant les défis de longue date du paysage agricole.

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