智能采摘機器人能節(jié)省果實采摘的人力成本。為了國民經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展愈發(fā)受到重視。我國農(nóng)業(yè)機械化更多地集中在大田,拖拉機收割機等大型機械越來越普及,大田種植已經(jīng)逐步走向數(shù)字化、無人化。然而目前果園等小地塊種植,主要還是靠人工勞作。蔬果采摘作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要工作環(huán)節(jié),其所需勞動力約占整個生產(chǎn)過程勞動力的35%~45%,而且該工作受到季節(jié)性約束,具有勞動強度大、效率低、成本高、周期短等特點。機械化在小地塊種植的發(fā)展中已經(jīng)顯示出高度的重要性,“機器換人”的需求愈發(fā)迫切。隨著5G、AI、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷成熟,農(nóng)業(yè)采摘機器人迎來了市場機遇,成為了機器人領(lǐng)域新的市場增長極。智能采摘機器人可以根據(jù)不同的農(nóng)作物進行定制化設(shè)計。浙江小番茄智能采摘機器人品牌
雖然中國農(nóng)業(yè)機器人包括智能采摘機器人研究產(chǎn)出規(guī)模超過美國,但被引頻次能在一定程度上反映論文的質(zhì)量和影響力,高被引論文的研究內(nèi)容在一定程度上可以反映該領(lǐng)域的研究前沿。從論文內(nèi)容中進行判斷,我們可以很好確定出相關(guān)的前沿方向。例如對檢索到的與農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)的SCI論文進行篩選、判讀,可以看出,研究主題目前聚集在3個前沿方向,分別在作業(yè)對象識別和定位算法優(yōu)化,導航和路徑規(guī)劃算法優(yōu)化,以及對作業(yè)(農(nóng)業(yè)生產(chǎn))對象的分選與監(jiān)測研究。在作業(yè)對象識別和定位算法優(yōu)化方面,各國的主要研究對番茄、甜椒、蘋果、柑橘和荔枝等蔬果及雜草和作物病害等的識別,而中國在這一方向上的研究產(chǎn)出相對較多。導航和路徑規(guī)劃算法優(yōu)化方面,日本和西班牙的相關(guān)研究則更加超前。美國在作業(yè)對象的分選與監(jiān)測研究上產(chǎn)出相對較多,研究重點包括果實分選及水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測和牛奶產(chǎn)量與風險監(jiān)測等。5.結(jié)語全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和規(guī)模化進程不斷加快,但無疑隨著人口的穩(wěn)定和下降趨勢,世界農(nóng)業(yè)勞動力一定會不斷減少,但各國對農(nóng)業(yè)機器人的需求將持續(xù)加大。由于農(nóng)業(yè)環(huán)境和作業(yè)對象的復雜性、多變性和非結(jié)構(gòu)性,目前可以看到,農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)難度大,相關(guān)作業(yè)效果有待提高。什么是智能采摘機器人趨勢機器人采摘可以減少人工采摘的錯誤率。
智能采摘機器人還分為很多種類,比如說有番茄采摘機器人,草莓采摘機器人。番茄采摘機器人使用的小型鏡頭能夠拍攝7萬像素以上的彩色圖像。首先通過圖像傳感器檢測出紅色的成熟番茄,之后對形狀和位置進行精細定位。機器人只會拉拽菜蒂部分,而不會損傷果實。在夜間等無人時間帶也可進行作業(yè)。采摘籃裝滿后,將通過無線通信技術(shù)通知機器人自動更換空籃??蓪Ψ训氖斋@量和品質(zhì)進行數(shù)據(jù)管理,更易于制定采摘計劃。正在研發(fā)中的型號采摘1顆番茄需要花費20秒左右,今后將進一步提高傳感器性能,采摘速度有望提高至6秒。
智能采摘機器人作業(yè)時,上下兩指同時合攏,當兩指接觸到番茄穗所在主枝干后,限位開關(guān)發(fā)出信號,氣缸驅(qū)動的上下兩指并攏夾住并切斷果穗,而后推板接觸果穗,以防止果穗在運輸過程中的抖動。試驗表明末端執(zhí)行器的采摘成功率約為50%,原因是末端執(zhí)行器難以穩(wěn)定進入枝葉間夾住主穗軸、氣壓不足以產(chǎn)生足夠夾持力和果實掉落。成穗采摘方式無法適應(yīng)同一果穗上番茄成熟期的差異,其適用性依賴于番茄新品種和新栽培技術(shù)的進展以及特定的市場需求。機器人采摘可以減少人工采摘對農(nóng)民的心理壓力。
(智能采摘機器人)農(nóng)業(yè)人工智能行業(yè),2025年為308億美元,主要包括農(nóng)業(yè)無人機,無人拖拉機、智能收獲機、智能除草機、擠奶機器人、農(nóng)業(yè)自動化與控制系統(tǒng)等。農(nóng)業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用是人工智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域市場快速發(fā)展的重要因素。而目前中國農(nóng)業(yè)機器人研究產(chǎn)出規(guī)模已經(jīng)超過美國,同時重點關(guān)注在收獲和采摘機器人。2013—2018年,世界所有能檢索到與農(nóng)業(yè)機器人研究相關(guān)的SCI論文,數(shù)量為484篇(檢索日期截止到2018年12月)論文數(shù)據(jù)表明,相關(guān)農(nóng)業(yè)機器人的研究論文從2013年的53篇增加到了2017年的114篇。機器人采摘可以減少人工采摘對農(nóng)民的年齡限制。山東桃子智能采摘機器人
機器人采摘可以減少人工采摘對農(nóng)民的工作時間要求。浙江小番茄智能采摘機器人品牌
在15秒內(nèi),機器人雙臂聯(lián)動,準確無誤地摘下了兩個成熟的番茄。“相機是它的眼睛,機械臂和柔性爪是手,壟間平臺車是腳,而植入在機器人內(nèi)部的人工芯片相當于它的大腦。他們事先將幾百張番茄植株的照片放在機器人面前,讓它們識別出成熟的果實。機器人通過不斷的深度學習掌握了如何在復雜場景下實現(xiàn)對果實的選擇性采收,智能采摘機器人上崗作業(yè),就引來大家的嘖嘖稱奇。只見它沿著溫室的軌道“走入”番茄種植區(qū),稍微停頓一會就將自己“拉長”到與人等高,并迅速伸出雙臂,熟門熟路地找到成熟的番茄,用夾子夾緊后旋轉(zhuǎn)一圈,番茄應(yīng)聲落蒂,被送入采摘框中。浙江小番茄智能采摘機器人品牌