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（來(lái)源：當(dāng)代農(nóng)機(jī)）

“十五五”規(guī)劃綱要提出，面向生物育種、生產(chǎn)管理、疫病防治等場(chǎng)景加快農(nóng)業(yè)數(shù)智化升級(jí)。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，受作物特性和環(huán)境影響，水果采摘主要是靠人工來(lái)完成的。最近，科研人員研制出一款蘋(píng)果采摘機(jī)器人并投入實(shí)際驗(yàn)證。機(jī)器人怎么摘蘋(píng)果？如何提高生產(chǎn)效率？記者進(jìn)行了探訪。

大小娃協(xié)同

“雙胞胎”機(jī)器人“巧手”摘果

在西北農(nóng)林科技大學(xué)這個(gè)模擬果園環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室里，記者見(jiàn)到了這臺(tái)正在做采摘訓(xùn)練的設(shè)備。它們由一大一小兩個(gè)半人形機(jī)器人組成，一人多高的身軀，共用履帶式底座，科研人員給他們?nèi)×艘粋€(gè)有趣的名字——“雙胞胎”機(jī)器人。

西北農(nóng)林科技大學(xué)教授 楊福增：高個(gè)子的叫“大娃”，它負(fù)責(zé)1.5米以上高處蘋(píng)果的采摘，旁邊低個(gè)子的叫“小娃”，負(fù)責(zé)采摘低處蘋(píng)果。

科研人員告訴記者，“雙胞胎”機(jī)器人摘蘋(píng)果關(guān)鍵是靠安裝在頭部和機(jī)械臂上的視覺(jué)系統(tǒng)。它們就像是眼睛，能精準(zhǔn)掃描果樹(shù)形狀、果子的色澤和大小，并立馬把這些信息傳輸給機(jī)器人的“大腦”。

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士生陳重成：機(jī)器人的“大腦”根據(jù)相關(guān)的算進(jìn)行識(shí)別和分析。它把哪里是蘋(píng)果樹(shù)、哪里是枝條、哪里是蘋(píng)果，甚至包括哪里是病蟲(chóng)害腐蝕掉的壞蘋(píng)果進(jìn)行篩選，最終確定哪個(gè)是果相比較好的蘋(píng)果，對(duì)機(jī)器人下達(dá)命令，再通過(guò)機(jī)械臂完成采摘。

在現(xiàn)場(chǎng)記者注意到，兩個(gè)機(jī)器人都是雙臂作業(yè)，但小娃的機(jī)械臂是直方形的工業(yè)機(jī)械臂，而大娃的手臂更像人的胳膊，關(guān)節(jié)也更多、更靈活。

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士生陳重成：大娃在采摘蘋(píng)果的過(guò)程中角度更多、姿態(tài)也會(huì)更多，可以繞過(guò)一部分障礙物夾住并采摘蘋(píng)果?！靶⊥蕖钡臋C(jī)械臂的優(yōu)點(diǎn)就是作業(yè)空間更廣、速度更快、效率更高。

新技術(shù)解鎖“雙胞胎”機(jī)器人新技能

記者在采訪中了解到，實(shí)際果園環(huán)境比實(shí)驗(yàn)室情況要復(fù)雜很多，還需要大量場(chǎng)景驗(yàn)證。這段時(shí)間，科研人員正不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，爭(zhēng)取讓“雙胞胎”機(jī)器人早日投入應(yīng)用。

這幾天，科研人員請(qǐng)來(lái)一些有多年種果經(jīng)驗(yàn)的果農(nóng)，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)摘蘋(píng)果，用專業(yè)的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，一遍遍采集摘果時(shí)的手勢(shì)、力度、運(yùn)動(dòng)軌跡等數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步設(shè)計(jì)、優(yōu)化機(jī)器人采摘爪的動(dòng)作。

一位配合采集數(shù)據(jù)的果農(nóng)叫炊水利，家中有8畝果園，每年能產(chǎn)4萬(wàn)斤蘋(píng)果。每到采摘季，全家5口人前后要忙一個(gè)多月。如果雇人的話，人工費(fèi)要占到賣果收入的三成，要是遇到刮風(fēng)下雨更是犯愁。

聽(tīng)說(shuō)采摘機(jī)器人平均7.5秒能完成一個(gè)單果采摘，未來(lái)如果順利投入使用，一個(gè)小時(shí)就能摘800個(gè)蘋(píng)果，炊水利滿是期待。

除了推進(jìn)采摘爪的技術(shù)優(yōu)化，科研團(tuán)隊(duì)還有一項(xiàng)重要任務(wù)——測(cè)算機(jī)器人爬坡的最大角度，并挑戰(zhàn)它跨越溝坎的極限能力。

在一片模擬丘陵地形的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，記者看到，在取得最大爬坡角度為15度的數(shù)據(jù)后，大伙又用鐵鍬一次次加深、加寬土溝，反復(fù)測(cè)試它的通過(guò)能力?？蒲腥藛T告訴記者，他們要抓緊時(shí)間優(yōu)化，爭(zhēng)取在今年秋天蘋(píng)果成熟季時(shí)，讓“雙胞胎”機(jī)器人投入實(shí)際采摘中。

智能裝備組團(tuán)

提升果園采收效率

陜西是果業(yè)大省，僅蘋(píng)果產(chǎn)量就占全國(guó)的約四分之一，但很多果園都分布在丘陵和溝壑地帶，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，人工成本很高。今年，當(dāng)?shù)丶涌煅邪l(fā)具身智能等先進(jìn)裝備，提升果園采收效率。

在這片500多畝的果園里，一場(chǎng)立體作業(yè)的模擬演示正在進(jìn)行。地面上，一輛巡檢機(jī)器人來(lái)回穿梭，除了檢查病蟲(chóng)害，它在摘果期還能監(jiān)測(cè)果園里的采收細(xì)節(jié)和進(jìn)度；而在不遠(yuǎn)處，兩臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人和采摘機(jī)器人密切配合，及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)著摘好的果子；在果園上空，一架無(wú)人機(jī)正在低速飛行，通過(guò)遙感相機(jī)掃描著整個(gè)地面狀況。

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士生 楊清燕：它在果園上空飛行，得到果園的道路情況和果實(shí)成熟情況，將這些信息反饋給云平臺(tái)，可以對(duì)采收機(jī)器人、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配和路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)高效空地協(xié)同作業(yè)。

目前，陜西正加快推廣智能育種、數(shù)字孿生果園、丘陵山區(qū)專用智能裝備，通過(guò)全鏈條大數(shù)據(jù)管控、綠色低碳生產(chǎn)等新技術(shù)，擴(kuò)大智慧果園覆蓋面積，推動(dòng)技術(shù)向小規(guī)模果園下沉，持續(xù)提升果園綜合生產(chǎn)能力。

作者：王琰 陳鈺潔 李紅剛 李志