近い将来、レーザーを発射するロボットがリンゴを収穫するようになるかもしれない

一杯のサラダは、人間の創意工夫の美しい集大成です。レタスはトマトやヒヨコ豆と同様に、それぞれに特殊な農作業が必要です。そして、これらの材料を地面から引き抜くという単純な作業が続きます。これは、器用な人間の手なら容易にこなせる課題です。ロボットの場合はどうでしょうか？そうではありません。

だからこそ、ロボット工学者たちは果物や野菜を収穫するための作物特化型機械を開発しているのです。水でできたナイフでレタスを収穫するロボットがあります。そして今、リンゴを摘むロボットが登場しました。金属製の農夫で、研究開発を終えたばかりで、ニュージーランドの果樹園で仕事に就いたばかりです。確かに現時点では導入は限られていますが、高度に専門化されたロボットが、増え続ける人類の食糧を支える未来を垣間見ることができるのです。

Abundant Roboticsという会社が開発したこのロボット（今のところ名前はついていないので、もし気になっているなら）は、レーザーで世界を描き、マシンビジョンで果物を撮影するLIDARを使ってリンゴの木の間を移動する。

「リアルタイムでリンゴを認識しています」と、アバンダントのCEO、ダン・スティア氏は語る。「熟していれば、コンピュータシステムが順番に選別し、ロボットアームが摘むように指示します。」摘むというよりは、吸い込むといった感じでしょうか。アームは真空管を使って繊細なリンゴを木から吸い取ります。リンゴはコンベアに流れ、箱に運ばれます。ロボットは24時間体制でこの作業を行い、果樹園の列を行き来しながら、熟していないリンゴは飛ばして後で収穫します。まるで人間の収穫作業員のようです。

リンゴ収穫ロボットがこれまで存在しなかったのには、論理的かつ技術的な理由が数多くあります。農業自動化の進化は、鋏よりもマチェーテに近いと言えるでしょう。広く普及している機械には、小麦を丸ごと収穫するコンバインや、畑を横切って綿毛を剥ぎ取る綿摘み機などがあります。一方、リンゴの木は、まさに木であり、収穫のために押し潰すことはできません。「木を傷つけることも、果実を傷つけることもできません」とスティア氏は言います。「ですから、小麦用のコンバインのように作物を刈り取って機械に通すよりも、はるかに難しいのです。」

リンゴ栽培の自動化を可能にしたのは、主にセンシング技術です。このロボットは果実の位置を特定するだけでなく、熟度も判定します。作業員は、熟した色を熟した状態と見分ける農家と相談することで、特定のリンゴ品種に合わせてロボットを調整できます。アバンダント・ロボティクスは、それに応じて視覚システムを調整します。

こう聞くと、人間の農家の終焉が近いと思われてしまうかもしれません。しかし、ロボットが仕事を奪うという声の多くと同様に、自動化は特に農業において目新しいものではないことを忘れてはなりません。かつて小麦は、19世紀にコンバイン（元々は動物が牽引する）が登場するまで、畑を鎌で刈り取るために大勢の労働者を必要としていました。ですから、リンゴなどの繊細な作物が自動化の時代を迎えるのは当然と言えるでしょう。

「果物の収穫は重労働です」と、リンゴロボットを導入した栽培業者T&GグローバルのCOO、ピーター・ランドン＝レーン氏は語る。「1ヘクタールのリンゴを収穫するには、収穫作業員が全員で梯子を上り下りしながら、垂直方向に約5マイル（約8キロメートル）も移動しなければなりません。機械化とロボット化によって、こうした重労働の多くを軽減できるのです。」

人間の重労働が減れば、ロボットが果樹園内を移動する様子を監視できるようになり、機械が取り逃したリンゴを拾い出すことも可能になります。農業は依然として人手不足に悩まされており、こうした自動化は不可欠です。米国では、2002年から2014年の間に、フルタイムの畑作業員の数が20%減少しました。飢えた人類を同じ面積（あるいは海面上昇を考えるとさらに少ない面積）の土地で養うには、過去の農業革命で私たちが行ってきたように、機械による農業の自動化に頼るしかありません。

今回興味深いのは、作物を機械に合わせてカスタマイズする力が強化されたことです。ニュージーランドのリンゴの木は、裏庭で育つリンゴの木とは全く違います。リンゴの木は本来茂みがありますが、この木は短く平らになっているため、ブドウの蔓のように見えます。つまり、本来は葉やリンゴ、茎でできた3Dの球根状の構造が、実質的には2Dになっているのです。ロボットが列の間を上下に動きながら、次々と本を読み、特定の単語（リンゴ）を拾い上げ、他の単語（葉や枝）はそのまま残します。ずんぐりとした形状には他にも利点があります。人間の摘み取り作業員が果実に届きやすく、平らな形状にすることでより多くの果実と葉に日光が当たるようになります。興味深いことに、このような作物への適応は、レタス収穫ロボットの原理と同じです。農家は球根状に成長する特別なレタスを植え、ウォーターナイフで植物の根元をよりきれいに切ることができるのです。したがって、ロボットを特定の作物に合わせて調整する必要があるのと同様に、作物もロボットに合わせて調整する必要があります。

こうした様々な変数が、万能農業ロボットの開発を困難にしています。しかも、高度に構造化された屋内作業で栽培される農産物は考慮されていません。例えば、Iron Oxというスタートアップ企業は、ハーブなどの作物を栽培するためのロボット施設を開発しています。それぞれの植物は、水耕栽培トレイに配置された専用の小さなポッドの中で育ちます。植物が成長するにつれて、より多くのスペースが必要になるため、ロボットアームが定期的に植物を拾い上げ、より広い間隔で植えられたトレイへと運びます。

そのため、特定の環境で最もよく育つ作物を扱うための屋内および屋外用ロボットシステムが開発されています。リンゴは水耕栽培では栽培できない理由がいくつかあります。例えば、リンゴの木は根がたくさんあるからです。しかし、Iron Oxのシステムは、ハーブから葉物野菜まで、屋内栽培に適した様々な作物を育てることができます。さらに、彼らのロボットアームはリンゴ摘み用に改造された単なる掃除機ではなく、非常に柔軟性に優れています。「アームを選んだのは、ソフトウェアのアップデートによって、新たなレベルの自動化を実現できるからです」と、Iron OxのCEO、ブランドン・アレクサンダー氏は述べています。リンゴ摘みロボットは、常に吸引力で動作します。

農家は他の農業用ロボットアームを使って、植物を自律的に刈り込んだり、葉についた害虫や病気を特定したりするかもしれません。こうした反復作業の多くは、ソフトウェアの微調整によって実現されるでしょう。

つまり、ある程度は農業ロボットは適応力を持つでしょう。しかし、作物の種類があまりにも多様であるため、すべてを統括できるような単一の農業ロボットは存在しないでしょう。さらに、特化することで、機械は人間の農家には持ちえない力を獲得するでしょう。私たちが目指すのは、超高速、超感知、そしてその他多くの超能力です。これらはすべて、変化する地球において、堅牢な食料生産システムを確保するために生み出されるのです。

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