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隨著新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，采摘機(jī)器人作為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的重要類型，已取得一定的階段性成果。
造價(jià)612萬，10秒摘一顆樹莓
5月26日，世界上臺(tái)樹莓采摘機(jī)器人已在英國(guó)投入試用。報(bào)道稱，“采莓機(jī)器人”由英國(guó)普利茅斯大學(xué)機(jī)器人專家馬丁·斯托倫博士研發(fā)，每臺(tái)造價(jià)約70萬英鎊(約合人民幣612萬元)。
據(jù)研發(fā)人員介紹，單個(gè)機(jī)械鉗采摘一顆莓子大約需要10秒左右；滿功率運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)機(jī)器人的4個(gè)機(jī)械鉗同時(shí)運(yùn)作，能連續(xù)采摘20小時(shí)；采摘的同時(shí)，它還能按果實(shí)的成熟度完成分揀。據(jù)估算，機(jī)器人每日“業(yè)績(jī)”約為2.5萬顆，而采摘工人在一個(gè)工作日內(nèi)大概能采摘1.5萬顆。
實(shí)時(shí)檢測(cè)西紅柿果實(shí)成熟度
不久前，美國(guó)一家初創(chuàng)公司Root AI新開發(fā)出一種可利用人工智能實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)檢測(cè)西紅柿果實(shí)成熟度、輕柔觸碰摘取、三維導(dǎo)航智能移動(dòng)”的機(jī)器人——Virgo 1號(hào)。
這款機(jī)器人可自動(dòng)行駛，前端安裝有傳感器和照相機(jī)充當(dāng)“眼睛”，機(jī)械臂上兩個(gè)像鉗子一樣的“手指”能用合適的力度采摘西紅柿，不會(huì)捏破西紅柿，也不會(huì)扯斷藤蔓。采摘“手指”是用食品安全級(jí)別塑料制成的，其柔韌度與信用卡的材料相當(dāng)，也易于清洗。
Virgo1號(hào)的機(jī)身上安裝有燈光設(shè)備，因此日間和夜間均可在大面積的溫室大棚內(nèi)采摘作業(yè)。目前這款機(jī)器人已在美國(guó)及加拿大的溫室進(jìn)行了商業(yè)級(jí)別的采摘試用，預(yù)計(jì)明年可實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。
取代傳統(tǒng)的草莓種植和收割模式
在比利時(shí)Octinion公司的一間溫室中，有臺(tái)小型機(jī)器人，它穿過生長(zhǎng)在支架托盤上的一排排草莓，利用機(jī)器視覺尋找成熟完好的果實(shí)，然后用3D打印的爪子把每一顆果實(shí)輕輕摘下，放在籃子里以待出售。如果感覺果實(shí)還未到采摘的時(shí)候，這個(gè)機(jī)器人還會(huì)預(yù)估其成熟的時(shí)間，然后重新過來采摘。這套系統(tǒng)能夠取代傳統(tǒng)的草莓種植和收割模式。
每小時(shí)能摘40斤荔枝，是人手的兩倍
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款智能水果采摘機(jī)器人，可采用雙目立體視覺在果園中對(duì)果實(shí)進(jìn)行定位，獲得視野內(nèi)多個(gè)隨機(jī)水果目標(biāo)，然后再用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，對(duì)采摘作業(yè)路徑進(jìn)行自主規(guī)劃，后伸出機(jī)械臂末端的擬人夾指來采果子。機(jī)器人每小時(shí)能摘40斤荔枝，是人手的兩倍。
它在摘果時(shí)，先用夾指將果枝夾緊，然后以切割的方式來切斷果枝。由于末端的執(zhí)行器具有一定通用性，因此可對(duì)多類瓜果進(jìn)行作業(yè)，包括荔枝、柑橘、黃瓜等。
融合多傳感器，適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境
我國(guó)自研的蘋果采摘機(jī)器人由兩自由度的移動(dòng)載體和五自由度的機(jī)械手組成。其中，移動(dòng)載體為履帶式平臺(tái)，加裝了主控PC機(jī)、電源箱、采摘輔助裝置、多種傳感器；五自由度機(jī)械手由各自的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
此開鏈連桿式關(guān)節(jié)型機(jī)器人，機(jī)械手固定在履帶式行走機(jī)構(gòu)上，采摘機(jī)器人機(jī)械臂為PRRRP結(jié)構(gòu)，作業(yè)時(shí)直接與果實(shí)相接觸的末端操作器固定于機(jī)械臂上。機(jī)械臂個(gè)自由度為升降自由度，中間三個(gè)自由度為旋轉(zhuǎn)自由度，第五個(gè)自由度為棱柱關(guān)節(jié)。
由于蘋果采摘機(jī)器人工作于非結(jié)構(gòu)性、未知和不確定的環(huán)境中，其作業(yè)對(duì)象也是隨機(jī)分布的，所以加裝了視覺傳感器、位置傳感器和避障傳感器。
(原標(biāo)題：采摘機(jī)器人新風(fēng)向)
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