机器人也能采茶了?难度堪比“农田里绣花”
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3月29日,在双目摄像头的配合下,机械臂正在采茶。新华社

清明前夕,正是茶叶采摘旺季。在浙江省杭州市西湖区一处茶园里,一个“采茶小工”移动机械臂,将采摘的茶叶源源不断地送入存储盒中。这个“采茶小工”的研发团队,正是浙江理工大学农业机器人与装备创新团队。

《中国青年报》报道,茶叶采摘基本靠人工完成,尤其是名优茶、明前茶,采摘期短且密集,比如高等级的龙井茶,一斤茶叶需要约4万个芽头。但随着采茶工群体年龄增大,人工缺、人工贵的问题越来越突出。

在浙江省山区26县,拥有大面积的茶园,发展茶产业关系着当地农民的增收问题,也能有效助力浙江高质量发展建设共同富裕示范区。为了帮助茶农提升产量、增加收入,中国国家茶叶产业技术体系岗位科学家、浙江理工大学教授武传宇带领团队研发出智能采茶机器人,今年已研发到了第五代。

要在茂密的茶树枝中识别嫩芽,采茶工人凭借的是眼力和丰富的经验,这台机器却是借助人工智能,通过对大量图像数据的学习,实现对茶树嫩芽的自动识别。

“一般来说早春茶一芽一叶在2cm左右,叶柄只有3到5mm,对机械臂的操作精准度要求非常高,剪歪了,就会破坏茶树枝梢,造成损伤,或导致剪下的芽叶不完整,无法使用,带来损失。”采茶机器人研发团队成员、浙江理工大学机械工程学院副教授贾江鸣介绍。

为了保证采茶的精度,团队引入了深度卷积神经网络的识别模型,即利用人工智能的深度学习功能,大量学习茶树芽叶图像数据,让采茶机器人学会识别茶树芽叶,同时,使用双目摄像头扫描茶叶,实现3D定位,从而精准找到芽叶所在位置。

精准定位后,机械臂会根据定位信息找准芽叶的叶柄,末端的小剪刀“咔嚓”一剪,使芽叶从枝头分离,同时,附在机械臂末端的负压吸管会把剪下来的芽叶吸进茶篓。

过去的采茶机器人采用轨道方式,可以适应丘陵山地。今年在西湖龙井产区实验的第五代智能采茶机器人,已经采用履带的方式,可以前后移动,适应于缓坡地面。

中国国家茶叶产业技术体系首席科学家杨亚军表示,农业的根本出路在于机械化。“茶产业也一样,减轻从业者的劳动负担,是我们科技工作者应该努力的方向。”杨亚军说。

责任编辑:景飞
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