Sisteme robotizate în prestări de servicii

Introducere 

În ultimii ani domeniul serviciilor cunoaşte o dezvoltare puternica în toata lumea. După o explozie a tehnologiilor moderne de I&C(Industrial and Commercial) se impune tot mai mult necesitatea de a promova şi dezvolta tehnologii noi de automatizare, parţială sau totala, a activităţilor de manipulare, de transport şi de procesare specifice domeniului de prestări de servicii.

                 SUA şi Uniunea Europeană se confruntă cu un mare deficit de forţă de muncă în agricultură unde ponderea o are munca la negru şi imigranţii ilegali. Cum graniţele sunt tot mai bine controlate şi securizate iar forţa de muncă ieftină tot mai puţină, mulţi fermieri caută soluţii în tehnologia roboţilor.

Domenii de activitate

 

Domeniul serviciilor, ca sector terţiar, a fost şi mai este considerat, un domeniu rezidual, care cuprinde toate acele activităţi care nu pot fi încadrate în celelalte domenii de activitate ale sectorului primar sau secundar. O nouă viziune obligă la evidenţierea serviciilor în cadrul statisticilor oficiale, ca o ramura economică de sine stătătoare.Din figura 1 în care se prezintă structura pe sectoare a economiei după rezultă că sectorul terţiar cel al serviciilor cuprinde următoarele şase activităţi importante:

- comerţ

- circulaşie şi transport

- instituţii de credit şi asigurare

- prestări de servicii fără scop de câştig

- gospodării private

- instituţii regionale şi asigurări sociale

Această structură pe sectoare a economiei prezentată în figura

Fig.1 Structura pe sectoare a economiei

ROBOŢI ÎN AGRICULTURĂ

În tabelul mai jos se prezintă aplicaţii ale robotizării în agricultura, silvicultura, piscicultura, cresterea animalelor.În cadrul lucrârilor de pregătire a solului, aratul automat se realizeaza cu ajutorul unor tractoare comandate în regim de instalaţii de teleoperare, purtând capete de forţa cu scule de frezat pentru prelucrarea solului. Lucrări de semanat, plantat, de administrare a îngrăsămintelor, de combatere a dăunatorilor se automatizează fie folosind platforme mobile cu depozite de materiale si capete de lucru adecvate, comandate după un program automat sau în regim de instalaţii de teleoperare, fie utilizând roboţi portali “de suprafaţa” cu translaţie lungă, prevâzuţi cu efectori finali adecvaţi operaţiilor de executat.

Aplicaţii robotice în agricultura, silvicultura, piscicultura, cresterea animalelor

Recoltarea legumelor. ciupercilor şi florilor se poate realiza cu roboţi având structura portală “de suprafaţa”, asemanatoare cu cea prezentată în figura următoare. Localizarea părţilor de plantă care urmează a fi recoltate, precum şi aprecierea calităţii acestora (dupa culoare, dimensiuni, etc.) se realizeaza cu ajutorul unor senzori de video si a unor programe de decizie automata, cu care este înzestrat sistemul de comandă al robotului (dispozitive de recunoastere a formei/calitâţii/situârii obiectelor). În figura 2 este prezentată o secvenţa din procesul de selectare şi de culegere robotizată a ciupercilor, procesul fiind testat în laboratoarele de cercetare Silsoe din Bedford (Anglia). Calculatorul face o trîere după imaginea prelevată, iar sistemul automat de recunoastere a imaginii calibreaza marimea ciupercii. El nu le reţine în vederea culegerii decât exemplarele mai mari. 

Efectorii finali utilizaţi vor fi adaptaţi aplicaţiei preconizate. În mod obişnuit, detasarea pârţii de plantă recoltată se realizează după prinderea în dispozitivul de prehensiune al efectorului final, cu o mişcare de rasucire care precede smulgerea. În figura 3 se prezinta efectorul final al unui robot de recoltat flori.

În figura 4 se prezinta schema unui robot de recoltat fructe. Senzorul video este manipulat de un sistem de ghidare dedicat acestuia. El poate fi utilizat şi pentru recoltarea legumelor (spre ex.: tomate).

 Fig.3 Efectorul final al unui robot de recoltat flori

Fig.4 Robot de recoltat fructe

Robotul localizeaza fructele în plan (2D), aproprie dispozitivul de ghidare, recolteaza cu un dispozitiv de prehensiune de tip ventuza si transmite fructul recoltat la un depozit, transferându-l gravitaNional printr-un tub flexibil.

În figura 5 se prezinta schema unui robot de cules mere.

Un alt tip de robot culegător este cel dezvoltat de firma japoneză Romobility Youto. Robotul, folosit la culegerea capşunilor (Fig 6) , a fost testat în serele Universităţii Utsonomiya. Este prevăzut cu o cameră color de precizie, capabilă de a găsi căpşunile şi a determina cât de coapte sunt acestea.Acesta se deplasează cu ajutorul unor roţi şi scanează rândurile. Când detectează un fruct copt, îşi întinde braţul, îl taie şi îl aşează pe o tavă ataşată platformei.

Lumina ambientală nu afectează performanţele sistemului.

Dezavantaj: este destul de încet, culegând o căpşună la fiecare 10 secunde.

Mai de parte prezintăm mai multe tipuri de roborţi în agrigultură:

Fig.7. Robot folosit la culegerea ciupercilor

Fig.8 Robot pasitor pentru transportul trunchiurilor de arbori

Fig.9 Robot pentru mulgerea vacilor

Fig. 10. stânga: modelul CAD al sistemului; dreapta: imagini din timpul experimentelelor

Stânga: două exemple de dispozitive de cules fructe confecţionate din silicon; dreapta: dispozitiv prevăzut cu cameră, ataşat braţului robotic