דילוג לתוכן

ISERD - סיפורי הצלחה

חזרה

קוטפים את הפירות

פרופ' יעל אידן עומדת בראש צוות ישראלי בפרויקט חדשני של האיחוד האירופי – Sweeper, לפיתוח הרובוט המסחרי הראשון בעולם לקטיף. על התרומה החשובה של Horizon 2020 שהביאה לשיתופי פעולה עם המוסדות המובילים בעולם, על תחום הרובוטיקה ועל האתגרים שבדרך

במקביל להתפתחות המשמעותית שחלה במאה האחרונה בתחום החקלאות, על ענפיה המגוונים, גם הפעולות שהייצור החקלאי כרוך בהן השתנו ללא היכר - אריזה, שינוע, שיווק ועוד. בעיקר, הודות להתפתחות המדעית והטכנולוגית המואצת. המיכון הרב, המשמש את החקלאים, מביא לחיסכון בעלויות ומעלה באורח ניכר את התפוקה. עם זאת, ולמרות השימוש המתרחב במיכון משוכלל יחסית בחקלאות, בעיקר באירופה, עדיין יש צורך בידיים עובדות רבות בכדי לתפעל את המערכות השונות. ברחבי העולם ניכר היום המחסור הגדול בכוח אדם בחקלאות. 

הרובוט לא יחליף את האדם

פרויקט Sweeper (ראשי תיבות של Sweet pepper harvesting robot) של האיחוד האירופי נועד לפתור, לפחות חלקית, את הבעיה, ולפתח את הרובוט המסחרי הראשון בעולם לקטיף של ירקות/פירות. "אין כאן תחרות מול אנשים", מדגישה פרופ' יעל אידן, החוקרת הראשית המובילה את הפרויקט מטעם אוניברסיטת בן-גוריון בנגב. "המחסור בידיים עובדות מהווה צוואר בקבוק אדיר. כניסת הרובוטים לענף לא תוביל לעלייה באבטלה. חשוב להבין שפשוט אין כוח אדם". 

לדבריה, קיימות ברחבי העולם מערכות מסחריות הפועלות בחקלאות, ולא קיימת מערכת אוטונומית מסחרית לקטיף סלקטיבי, מכיוון שפיתוחה הוא עניין מורכב במיוחד.

 "הפרויקט מורכב ויומרני למדי", מציינת פרופ' אידן. "מטרתו היתה לפתח את הרובוט המסחרי הראשון בעולם לקטיף סלקטיבי. העבודה היתה 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". 

השיחה עם פרופ' אידן התקיימה רגע אחרי שהציגה בהולנד, יחד עם שותפיה לפרויקט, את הדמו הראשון של הרובוט. ההצלחה היתה אבסולוטית: הרובוט שפעל באופן עצמאי לחלוטין, סרק את שורות גידולי הפלפלים וקטף רק את הפירות הבשלים, המתאימים לקטיף, ביניהם. 

הרובוט המסחרי הראשון לקטיף

במאגד (קונסורציום) של הפרויקט, שהחל בפברואר 2015, שותפים בין השאר מכון מחקר גדול ומוביל בהולנד (WUR - Wageningen University & Research); חברה הולנדית (BOGAERTS – B&A Automation) שתמסחר את הפרויקט; קבוצת אגרונומיים מבלגיה (Proefstation voor de Groenteteelt – PSKW (BE), שמובילים את היישום של התפיסה החדשנית שיש להתאים את הגידול לרובוט ולא רק לפתח רובוט שיתאים לגידול; קבוצת חוקרים משבדיה (Umeå University), שאחראית על פיתוח מערכת השליטה והבקרה של הרובוט וכמובן קבוצת חוקרים במדעי המחשב מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב (פרופ' אוהד בן שחר והדוקטורנט בועז ארד, שאחראים על פיתוח אלגורתמי ראייה ממוחשבת לזיהוי הפלפל) ומהמחלקה להנדסת תעשייה וניהול (פרופ' אידן עצמה והדוקטורנטים פולינה קורטסר ובן הראל שאחראים על תכנון נקודות מבט מיטביות לרובוט וסיווג בשלות הפלפל). 

הצוות הישראלי פיתח את 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 אלו נקודות מבט, כלומר: מאלו זוויות רצוי לגשת לפלפל, כדי לחסוך בזמן הקטיף באופן האופטימלי. תהליך ההבשלה של הפלפל אינו הומוגני כמו בעגבנייה, כך שהמשימה שהרובוט אמור להתמודד עימה 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. 

מתחילים לראות התקדמות

Sweeper אינו הפרויקט הראשון או האחרון של פרופ' אידן, העוסקת ברובוטיקה חקלאית  משנות התשעים. "זה היה כנראה מוקדם מדי", היא מציינת. "אומנם הצלחנו אז להוכיח היתכנות טכנולוגית וגם לבצע פריצות דרך, אבל זה נעשה ישים רק אחרי הרבה שנים והמימוש בשטח של כל זה התחיל לחדור לשוק בעשור האחרון".

פרופ' אידן עוסקת ברובוטיקה חקלאית וכן בשיתוף הפעולה אדם-רובוט, תחום אליו הגיעה בעקבות ההבנה שבחקלאות, עקב מורכבות הסביבה והאובייקטים, לא תהיה כנראה מערכת אוטונומית לחלוטין שעוסקת בבעיות מאוד מורכבות ומסובכות בתנאי חוסר ודאות, ויש לראות "איך משלבים את האדם בלופ, בצורה חכמה.
"ישראל מאוד מתקדמת בתחום הרובוטיקה - בכל הקשור לאקדמיה. בכל מוסדות הארץ יש חוקרים שנחשבים מובילים בתחום ברמה הבינלאומית", היא אומרת, "אך בכל הנוגע ליישום של המחקר בתעשייה עצמה - אנחנו עדיין הרחק מאחור.
"עלינו להגיע למצב שבו הרובוטיקה בתעשייה תהיה כמו ההייטק בתעשייה. אולם לשם כך נדרשת השקעה גדולה מאוד של המדינה בתשתיות. 

בזכות Horizon 2020 - שיתופי פעולה עם המובילים בתחום

פרופ' אידן מדגישה את החשיבות הרבה של Horizon 2020: "מעבר למימון, התוכנית מחברת אותנו לקבוצות המחקר המובילות והחזקות ביותר באירופה, ולשיתופי הפעולה הרבים שנרקמים בזכותה אימפקט שהוא הרבה מעבר לגבולות הפרויקט הספציפי - לפרויקטים עתידיים רבים נוספים.

"תוכנית הורייזן תורמת רבות גם לסטודנטים. הסטודנטים שלנו לוקחים חלק בכל אחד מהפרויקטים ונחשפים לעבודה מתקדמת בעולם גלובלי תוך פיתוח קשרי מחקר ותעשייה. זה מעניק להם מבט כללי ומתקדם על המחקר, וחושף אותנו לבעיות ולנושאים נוספים. בפרויקט Sweeper, למשל, אנחנו משתפים פעולה עם מוסד מוביל בעולם בתחום החקלאות".

הצוות הישראלי נעזר רבות גם ב-ISERD בגיבוש ההצעה לפרויקט, בין היתר בחידוד נקודות, בחינת שיתופי פעולה וקידום הקול הקורא. 

מה צופן העתיד? 

"בעשור הקרוב נראה יותר ויותר רובוטים בתחומי החיים השונים ולא רק בחקלאות. נוכל לראות גם רובוטים חברתיים. למשל, בכל הקשור לגיל השלישי, נראה רובוטים שמלווים את המבוגר ומוודאים שלא יפול, ייקח תרופות בזמן ויסייע לו באימון קוגנטיבי ופיזי", מעריכה פרופ' אידן ומוסיפה "אני מאמינה שנתחיל לראות גם חברות ישראליות וגם פיתוחים רבים נוספים בתחום". 

סימנייה