一皿のサラダは、人間の創意工夫の美しい集大成と言えるだろう。レタスをつくるには専門的な農作業が必要だし、トマトやひよこ豆だって同じだ。また、これらの食材を地面から引っこ抜くという単純な作業も要求される。

そうした作業は、われわれ人間の器用な手にしてみれば、ごく簡単なことかもしれない。では、ロボットにとってはどうだろう？ それほど簡単ではないはずだ。

だからロボット工学者たちは、それぞれの果物や野菜にふさわしい農業用ロボットの開発に取り組んできた。水をナイフのように使ってレタスを切り取り収穫するロボットは、すでにある。このたび開発されたのは、リンゴを収穫するロボットだ。

LiDARを駆使する収穫ロボ

この金属製の農作業員は、研究開発施設を最近卒業して、ニュージーランドの果樹園に“就職”した。確かにいまのところは、配属先の果樹園は限られている。しかし、そこでは増え続ける人類に食材を提供する超専門的なロボットが活躍する未来を垣間見ることができるだろう。

このロボットは、Abundant Roboticsという企業によって開発された。レーザー光を用いるセンサー「LiDAR（ライダー）」を使ってリンゴの木が並ぶ列の間を進み、マシンヴィジョンによって果実のイメージをとらえる。気になる名前は、まだない。

「ロボットはリンゴを瞬時に見分けます」と、同社の最高経営責任者（CEO）ダン・スティアは語る。「熟していたら、コンピューターシステムが手順通りにロボットアームでリンゴを摘み取ります」

とはいえ、「摘む」というよりも「吸い込む」と言ったほうがいいだろう。ロボットアームはヴァキュームチューブを使ってデリケートなリンゴの実を木から吸い取る。リンゴはコンベアーに載せられ、容器に運ばれていく。

ロボットは果樹園内の列を行ったり来たりして、この作業をまる1日続けることが可能だ。人間の農作業員と同じように、まだあまり熟していない果実は残しておき、あとで収穫する。

Abundant Roboticsのリンゴ収穫ロボットは、まるでブドウの木のように低く平らに成長する特殊なリンゴの木から果実を摘み取る。VIDEO BY ABUNDANT ROBOTICS

小麦のように収穫できないリンゴ

リンゴ収穫用のロボットがこれまで存在していなかった理由は、理論的や技術的な部分によるところが大きい。農作物の収穫作業を自動化する方法の進化について言えば、刈り取るというよりも、もっと機械的なものだったのではないだろうか。

すでに広く普及しているコンバインは、小麦の全体を丸ごと収穫する。またコットンピッカーは、小麦畑を走り回ってふわふわした綿花を摘み取る農作業機器だ。これに対し、樹木に実がなるリンゴについては、機械で踏み倒すわけにはいかない。

「木も果実も傷つけることはできません」とスティアは説明する。「リンゴの場合は、小麦を収穫するコンバインのように作物を押し倒して機械の中を通らせるわけにはいきません。だから難しいのです」

リンゴの収穫を自動化することが実現したのは、ロボットの「感知する機能」による部分が大きい。要するに、このロボットはリンゴを見つけるだけでなく、それがどの程度まで熟しているかも見定めることができるのだ。

操作する人は、リンゴがどんな色になれば熟しているのか経験上よく知っている農場主と相談して、リンゴの品種に応じて調整できる。それからAbundant Roboticsが、相談内容を踏まえてマシンヴィジョンのシステムを微調整するのだ。

避けては通れぬ農業の自動化

ここまで聞いて、リンゴを収穫するロボットによって、人間の作業員が不要になると考える人もいるのではないだろうか。ロボットに仕事を盗まれてしまうと嘆く声も聞かれるが、実際には農作業の自動化そのものはそれほど新しいことではない。特に農業分野ではそうであることを思い出すべきだろう。

例えば小麦に関して言えば、かつては大勢の労働者が大鎌を手に刈り取っていたわけであり、そもそもは動物が引っ張っていた。こうしたなか、19世紀に入りコンバイン収穫機が登場したのだ。だからリンゴなどのデリケートな作物についても、収穫が自動化される日が来るのは当然のことだろう。

「果物の収穫は重労働です」。リンゴ収穫用のロボットを導入した栽培会社T&G Globalの最高執行責任者（COO）であるピーター・ランドン=レーンはそう語る。「1ヘクタールのリンゴ畑から果実を収穫するには、労働者たちははしごを登ったり降りたりと、合計で5マイル（約8km）にわたって垂直方向の動きを繰り返すことになるのです。機械化とロボット工学のおかげで、重労働をかなり減らすことができました」

重労働が減れば、人間は果樹園を動き回るロボットを監督したり、ロボットが見落としたリンゴを収穫したりできる。農業の担い手不足が深刻化しているなか、農作業の自動化は避けては通れないだろう。

米国では2002年から14年までに、フルタイムの農業従事者数が20パーセントも減少している。これまでと同じ広さの土地をもって（海水面が上昇している点を踏まえれば、厳密には「狭くなっていく」と言うべきか）人類の空腹を満たすには、農業を自動化する機械に頼らざるを得ない。いままでもそうしてきたのだ。

レタス栽培から得たヒント

農作業の自動化の動きを巡っては、ちょっと面白い事情がある。作物のほうを機械に合わせることができるようになってきたことだ。

例えば、ニュージーランドで育つこのリンゴの木を見てほしい。あなたの家の裏庭に生えているリンゴとはまったく違うのではないだろうか。リンゴの木は枝や葉が生い茂っているのが本来の姿だが、ここの木は樹高が低く平らであるため、まるでブドウ園のように見える。葉や果実などは立体的に見えるはずが、ここではほとんど平面的に目に映るのだ。

ロボットは、木が並んでいる列の間を行ったり来たりしながらリンゴを次から次へと読み取り、そのなかからある特定の実を選び出し、それ以外の葉や枝を残していく。背が低い木の利点はいろいろあり、人間の労働者にとっては果実に手が届きやすい。また、木が平べったいことで果実も葉も日光をたくさん浴びることができる。

興味深いのは、このように作物を適応させた背景には、レタスの収穫ロボットに隠された考え方と同じものがあるということだ。レタス農家は、球体というより電球のような形の特別なレタスを植える。水のナイフで根元からすっぱりと切り取ることができるからだ。農業用ロボットをそれぞれの作物に適応させる必要があるのと同じように、作物のほうもロボットに合うようにすることが求められているのだ。

こうした変数があるため、汎用の農業用ロボットを開発することは難しい。そのうえ、これまでの話には、高度に構造化されたオペレーションによって屋内で栽培される農作物は加味されていないのである。

これに対して、Iron Oxという新興企業は、ハーブのような植物を対象とした収穫ロボットに対応できる施設を開発中だ。植物は1本1本、水耕トレイに並べられた小さな容器の中で育つが、成長するにつれてより大きな空間が必要になる。このため、ロボットアームが定期的に植物をもち上げ、もっと広いトレイに移し替えるのだ。

ソフトウェアに秘められた可能性

屋外でも屋内でも、農作物を扱うために開発されたロボットシステムは、与えられた環境で最善を尽くしている。

Iron Oxのロボットシステムを使えば、大自然ならぬ大屋内で、ハーブから葉物野菜まで多種多様な作物を育てることが可能だ。加えて、このシステムを基盤としたロボットアームは、リンゴを収穫する以上にいろいろなことができる。

「アームを採用したのは、ソフトウェアをアップデートすることによって、さらに高度な自動化が可能になるからです」。同社のCEOブランドン・アレグザンダーはこう説明する。

農家はいずれ、ほかの農業用ロボットアームに自動的に木を剪定させたり、葉に付いた害虫や病気を発見したりできるようになるかもしれない。ソフトウェアを微調整すれば、そのような反復処理も実現するだろう。

要するに農業用ロボットは、ある程度の順応性をもつということだ。とはいえ、作物はあまりに多種多様であることから、1台ですべてを賄えるロボットは開発されないだろう。さらに言えば、ロボットは特定の分野に専念することで人間には不可能な能力を発揮することもできる。超高速のスピードだったり、より正確に感知したりなど、たくさんの超越した能力だ。

それもこれもすべては、変わりゆく惑星において安定した食料供給システムを確保するためなのである。