Maszynowy zbiór jabłek deserowych

Na długo przed wojną w Ukrainie, kiedy obserwowano już pierwsze symptomy niedoborów rąk do pracy przy zbiorze owoców – choć nie były one zbyt dotkliwe – wskazywałem na czekający nas kryzys demograficzny. No i stało się. Jak informuje Eurostat będący urzędem statystycznym Unii Europejskiej, Polska należy do liderów spadku populacji, stając się najszybciej wyludniającym się narodem w Europie.

Z tego powodu mamy poważne problemy zwłaszcza wszędzie tam, gdzie mało atrakcyjne zarobki i wysoka uciążliwość pracy zniechęcają do podejmowania zatrudnienia. Dotyczy to m.in. sadownictwa, gdzie opłacalność produkcji jest znacznie niższa niż w innych działach gospodarki, a wymaga wysokich nakładów pracy manualnej. Branże zatrudniające lepiej wykształconych pracowników jakoś sobie z tym poradzą, ponieważ z reguły są bogatsze i łatwiej będzie im zachęcić do siebie ludzi wyższymi płacami. Przy zbiorze jabłek podnoszenie wynagrodzeń ogranicza znacznie mniejszy margines zysku niż np. w przemyśle i budownictwie.

Wprawdzie kryzys demograficzny nie pozostało na tyle dotkliwy, aby ograniczał znacząco produkcję ogrodniczą, ale już w tej chwili w wielu rejonach obserwuje się niedobór rąk do pracy podczas prac sezonowych, w tym zwłaszcza przy zbiorze owoców. Jedynym wyjściem pozostaje więc maszynowy zbiór. Pewne nadzieje budzą pojawiające się ostatnio licznie konstrukcje maszyn do zbioru jabłek przemysłowych. Początkowo były to proste otrząsarki budowane na własne potrzeby przez sadowników o smykałce technicznej i z tego powodu ich jakość wykonania oraz cechy użytkowe pozostawiały wiele do życzenia. Pojawiły się jednak w Polsce dużo bardziej zaawansowane maszyny, którym poza stosunkowo wysoką ceną trudno cokolwiek zarzucić.

Nieporównanie bardziej złożonym problemem jest maszynowy zbiór jabłek deserowych, dlatego jeszcze do niedawna nikt nie dopuszczał choćby myśli, aby jabłka przeznaczone do przechowywania lub bezpośredniego spożycia mogły być zbierane inaczej niż manualnie. Pomimo ponad 40-letnich badań naukowych prowadzonych głównie w Stanach Zjednoczonych, ale także we Włoszech, Hiszpanii i Holandii, nie udało się choćby zbliżyć do wymagań jakościowych jabłek deserowych. A otrząsanych jabłek nie zaakceptuje żaden konsument z powodu nadmiernych uszkodzeń mechanicznych (np. obicia, przebicia skórki, wyrwane szypułki) powstających podczas zderzeń z twardymi gałęziami i ostrymi krótkopędami. Na nic zdały się pulsacyjne otrząsacze, specjalne otrząsacze i wielopoziomowe ekrany chwytne, jak i zespoły wyczesujące jabłka. Jedyną nadzieję na wyeliminowanie manualnego zbioru jabłek dają nam roboty, które są przedmiotem badań w wielu ośrodkach naukowych, w tym także w Instytucie Ogrodnictwa PIB w Skierniewicach, gdzie takie prace są prowadzone pod kierunkiem prof. Pawła Konopackiego. Wprawdzie hasło „robot w sadzie” dzisiaj jeszcze brzmi nieco zbyt futurystycznie, to należy pamiętać, iż w tej chwili na świecie użytkuje się już około 3,5 mln różnego rodzaju robotów, a ich liczba przyrasta o 10-15% rocznie. Podobnego postępu można oczekiwać w odniesieniu do robotów zbierających jabłka, ponieważ w ostatnich latach pojawiło się wiele coraz doskonalszych rozwiązań, choć początki nie były zachęcające. Dotychczasowe prace są bardzo obiecujące i wskazują, iż te inteligentne maszyny są w stanie osiągnąć już 2-krotnie wyższą wydajność od człowieka przy porównywalnej jakości zbioru. Ponadto będą pracować autonomicznie bez udziału człowieka przez 24 godzin/dobę, w tym 2–3 godziny na zatankowanie i przegląd serwisowy, ponadto nie męczą się, nie chorują, nie proszą o urlop i podwyżkę, nie ma trzeba ich karmić i nie trzeba im zapewniać noclegu .

Skoro więc roboty do zbioru jabłek mają tak wiele zalet, to dlaczego skala ich zastosowania w praktyce sadowniczej jest przez cały czas zerowa i z czego wynika, iż wspomniane maszyny nie osiągnęły jeszcze poziomu komercyjnego? Jak zwykle problem tkwi w szczegółach. Należy bowiem mieć na uwadze, iż jest to bardzo skomplikowane przedsięwzięcie, ponieważ maszyna – robot musi poruszać się po sadzie bez udziału człowieka, a wymaga tylko odbioru pełnych i dowozu pustych opakowań. W pierwszej fazie zbioru robot, dzięki zastosowaniu algorytmów sztucznej inteligencji, będzie rozpoznawał położenie i orientację jabłek na drzewie. Następnie zostaną one zerwane przy użyciu chwytaków zamontowanych na ramionach robotycznych i skierowane do automatycznej napełniarki do skrzyniopalet.

Budowa robota do zbioru jabłek, choć jest niezwykle trudnym zadaniem wydaje się, iż jest już bliska praktycznej realizacji. Najtrudniejszym zadaniem pozostają nie tyle kwestie techniczne, ale ekonomiczne i taka optymalizacja kosztów produkcji robota, aby jego cena zakupu była akceptowalna dla sadownika. W przeciwnym wypadku istnieje ryzyko, iż nikt nie kupi maszyny, która nie zarobi na siebie.

Prof. dr hab. Ryszard Hołownicki

IO – PIB Skierniewice