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(xué)機械與電子工程學(xué)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(shù)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(shù)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(lǐng)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(xué)科，技術(shù)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(shè)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(dāng)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(chǔ)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(zhǔn)樹上的蘋果，其次“手腳”協(xié)調(diào)能夠得著蘋果，最關(guān)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(dǎo)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(xué)、江蘇大學(xué)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(guān)，并增加夜間采摘試驗，同時以關(guān)鍵技術(shù)、算法等科技優(yōu)勢與相關(guān)企業(yè)進行產(chǎn)學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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