隨著新農業生產模式和新技術的發展與應用,采摘機器人作為農業機器人的重要類型,已取得一定的階段性成果。
造價612萬,10秒摘一顆樹莓
5月26日,世界上臺樹莓采摘機器人已在英國投入試用。報道稱,“采莓機器人”由英國普利茅斯大學機器人專家馬丁·斯托倫博士研發,每臺造價約70萬英鎊(約合人民幣612萬元)。
據研發人員介紹,單個機械鉗采摘一顆莓子大約需要10秒左右;滿功率運行時,每臺機器人的4個機械鉗同時運作,能連續采摘20小時;采摘的同時,它還能按果實的成熟度完成分揀。據估算,機器人每日“業績”約為2.5萬顆,而采摘工人在一個工作日內大概能采摘1.5萬顆。
實時檢測西紅柿果實成熟度
不久前,美國一家初創公司Root AI新開發出一種可利用人工智能實現“實時檢測西紅柿果實成熟度、輕柔觸碰摘取、三維導航智能移動”的機器人——Virgo 1號。
這款機器人可自動行駛,前端安裝有傳感器和照相機充當“眼睛”,機械臂上兩個像鉗子一樣的“手指”能用合適的力度采摘西紅柿,不會捏破西紅柿,也不會扯斷藤蔓。采摘“手指”是用食品安全級別塑料制成的,其柔韌度與信用卡的材料相當,也易于清洗。
Virgo1號的機身上安裝有燈光設備,因此日間和夜間均可在大面積的溫室大棚內采摘作業。目前這款機器人已在美國及加拿大的溫室進行了商業級別的采摘試用,預計明年可實現更大規模的商業應用。
取代傳統的草莓種植和收割模式
在比利時Octinion公司的一間溫室中,有臺小型機器人,它穿過生長在支架托盤上的一排排草莓,利用機器視覺尋找成熟完好的果實,然后用3D打印的爪子把每一顆果實輕輕摘下,放在籃子里以待出售。如果感覺果實還未到采摘的時候,這個機器人還會預估其成熟的時間,然后重新過來采摘。這套系統能夠取代傳統的草莓種植和收割模式。
每小時能摘40斤荔枝,是人手的兩倍
華南農業大學研發團隊開發了一款智能水果采摘機器人,可采用雙目立體視覺在果園中對果實進行定位,獲得視野內多個隨機水果目標,然后再用數學規劃方法,對采摘作業路徑進行自主規劃,后伸出機械臂末端的擬人夾指來采果子。機器人每小時能摘40斤荔枝,是人手的兩倍。
它在摘果時,先用夾指將果枝夾緊,然后以切割的方式來切斷果枝。由于末端的執行器具有一定通用性,因此可對多類瓜果進行作業,包括荔枝、柑橘、黃瓜等。
融合多傳感器,適應非結構化環境
我國自研的蘋果采摘機器人由兩自由度的移動載體和五自由度的機械手組成。其中,移動載體為履帶式平臺,加裝了主控PC機、電源箱、采摘輔助裝置、多種傳感器;五自由度機械手由各自的關節驅動裝置進行驅動。
此開鏈連桿式關節型機器人,機械手固定在履帶式行走機構上,采摘機器人機械臂為PRRRP結構,作業時直接與果實相接觸的末端操作器固定于機械臂上。機械臂個自由度為升降自由度,中間三個自由度為旋轉自由度,第五個自由度為棱柱關節。
由于蘋果采摘機器人工作于非結構性、未知和不確定的環境中,其作業對象也是隨機分布的,所以加裝了視覺傳感器、位置傳感器和避障傳感器。
(原標題:采摘機器人新風向)
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