西農(nóng)大“智造”全國高校首臺蘋果雙臂采摘機器人

近日，西北農(nóng)林科技大學機械與電子工程學院楊福增教授團隊成功研發(fā)出了我國首臺蘋果雙臂采摘機器人，識別時間短，仿生旋轉(zhuǎn)拉拽，兩臂協(xié)同，大大提高了整機采摘效率，實現(xiàn)了采摘機器人，實現(xiàn)了多項科技突破和技術創(chuàng)新，實現(xiàn)了國產(chǎn)蘋果采摘機器人對國外蘋果采摘機器人的技術追趕超越。

蘋果采摘機器人研究是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機器人領域的研究熱點和難點之一，涉及機械、電子、控制、人工智能等多個學科，技術門檻高、研發(fā)難度大。

2018年，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蘋果全程機械化科研基地建設項目和陜西省蘋果科技重大專項的支持下，楊福增教授從丘陵山地農(nóng)機研究團隊中分出一個課題組，開始研究蘋果采摘機器人，到2021年3月就研發(fā)出第一臺單臂采摘機器人，當年9月，這臺機器人首次走進白水蘋果試驗示范站。

今年亮相的這臺機器人是在原來的基礎上進一步完善，又增加了一支采摘手臂。它主要由底盤、處理器、控制器、深度相機和采摘手臂等組成，并與前后兩臺裝載運輸機器人一起組成一個蘋果采摘轉(zhuǎn)運多機器人系統(tǒng)。

機器人首先要能瞪大“眼睛”看得準樹上的蘋果，其次“手腳”協(xié)調(diào)能夠得著蘋果，最關鍵的是“大腦”能把“眼睛”看到的信息智能化處理后快速、有效地傳導給采摘手。

據(jù)了解，從一張白紙上畫藍圖，到實實在在的蘋果采摘機器人實物樣機下地工作，全國高校中僅有南京農(nóng)業(yè)大學、江蘇大學和西農(nóng)大等少數(shù)幾個高校把夢想變成現(xiàn)實。

據(jù)統(tǒng)計，我國蘋果采摘作業(yè)約占整個生產(chǎn)過程作業(yè)量的40%、占總生產(chǎn)成本的50%～70%。果園采摘從“梯子+籃子”的傳統(tǒng)模式邁向機器人自主協(xié)同作業(yè)方式，意義重大。

“明年我們計劃開發(fā)出四臂機器人?！睏罡Ｔ鼋淌诒硎?，“團隊今后將圍繞機器人采摘的‘快速、無損’持續(xù)攻關，并增加夜間采摘試驗，同時以關鍵技術、算法等科技優(yōu)勢與相關企業(yè)進行產(chǎn)學研用一體化合作，盡快讓先進實用的采摘轉(zhuǎn)運多機器人系統(tǒng)投身于蘋果產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展?！?/p>

從公開文獻資料看，相較于美國華盛頓州立大學的蘋果采摘機器人，目前西農(nóng)大蘋果采摘機器人在多方面實現(xiàn)了趕超：一是識別時間快，華盛頓州立大學是1.5秒，西農(nóng)大為0.015秒；二是采摘方式靈巧，華盛頓州立大學是拉拽分離，西農(nóng)大為仿生旋轉(zhuǎn)拉拽，能耗??；三是采摘手臂多，西農(nóng)大成功創(chuàng)制了一種雙臂蘋果采摘機器人，兩臂協(xié)同，大大提高了整機采摘效率。

審核編輯 ：李倩