龍井茶園里來(lái)了智能采茶工 AI的“手”夠靈巧么？

茶農(nóng)身旁，有三位“鋼鐵采茶小工”，它們的手是靈活機(jī)械臂，眼睛是可移動(dòng)相機(jī)，頭“戴”著太陽(yáng)能板搭建的“帽子”，埋頭苦干著。

只見它們先定位找準(zhǔn)芽葉葉柄，隨后擺動(dòng)機(jī)械臂，用機(jī)械臂末端的小剪刀將芽葉從枝頭分離，同時(shí)附在機(jī)械臂末端的負(fù)壓吸管把剪下的芽葉吸進(jìn)機(jī)械手的暫存盒中。就這樣一剪一吸。不多時(shí)，暫存盒里就鋪上了一層嫩綠的芽葉。

機(jī)械手正在采摘見習(xí)記者孫婧宜攝

這三位“小工”是由浙江理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)器人與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)打造的智能采茶機(jī)器人，今年，它們已經(jīng)升級(jí)到第6代了。

浙江理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授賈江鳴介紹，事實(shí)上去年研發(fā)的第五代智能采茶機(jī)器人的采摘質(zhì)量已經(jīng)符合中端龍井茶的標(biāo)準(zhǔn)。今年的攻克點(diǎn)主要是圍繞提效降本。

如何提效降本？記者了解到，新一代采茶機(jī)器人主要從兩個(gè)方面進(jìn)行升級(jí)。提效方面是將機(jī)械臂從兩個(gè)增加到四個(gè)，降本則是把原本兩臺(tái)固定識(shí)別相機(jī)減少到一臺(tái)移動(dòng)識(shí)別相機(jī)。

從現(xiàn)場(chǎng)看，采茶機(jī)器人運(yùn)行得非常順暢，新增的兩只“手”和少了的一只“眼”，絲毫不影響其靈活程度。

但升級(jí)之路遠(yuǎn)比看著艱難，過(guò)程中團(tuán)隊(duì)遇到了許多技術(shù)難點(diǎn)。賈江鳴解釋：“原來(lái)兩臺(tái)相機(jī)一臺(tái)負(fù)責(zé)一邊，不存在誤差?，F(xiàn)在采用一臺(tái)移動(dòng)的相機(jī)，一方面存在誤差，另一方面不同角度看茶葉的形態(tài)不一樣，解決這個(gè)‘精度’問(wèn)題我們花了三四個(gè)月時(shí)間。機(jī)械臂也是一樣，原來(lái)一個(gè)負(fù)責(zé)一邊，現(xiàn)在是四個(gè)機(jī)械臂，如何統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免‘打架’，需要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中不斷調(diào)試。”

皇天不負(fù)有心人，經(jīng)過(guò)對(duì)人工智能深度學(xué)習(xí)、深度相機(jī)定位、機(jī)器人機(jī)械臂等技術(shù)的不斷研發(fā)與測(cè)試，“提效降本”目標(biāo)最終達(dá)成。

浙江理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所所長(zhǎng)、浙江省種植裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳建能告訴記者，目前實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，第六代智能采茶機(jī)器人比第五代提高了50%的工作效率，一天可采摘干茶1.5斤，預(yù)計(jì)一臺(tái)機(jī)器能代替1.5個(gè)人工，成本上降低了1/4。

然而，與人工相比，目前機(jī)器人的采摘質(zhì)量仍存在差距。手工采摘芽葉非常均齊，機(jī)器雖然能將芽頭精準(zhǔn)判別出來(lái)，但有時(shí)候還是會(huì)把老葉片采進(jìn)去，葉柄長(zhǎng)度也偶爾存在誤差。

左邊為機(jī)器人采摘右邊為人工采摘見習(xí)記者孫婧宜攝

原來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人面對(duì)的是非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，刮風(fēng)、下雨、暴曬等任意一點(diǎn)“風(fēng)吹草動(dòng)”都有可能影響其判斷。相比工業(yè)機(jī)器人可以在相對(duì)恒定環(huán)境中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確化把控，農(nóng)業(yè)機(jī)器人需要更高的“應(yīng)對(duì)能力”和“靈活性”。

在新質(zhì)生產(chǎn)力快速發(fā)展的當(dāng)下，浙江茶業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)，而采茶機(jī)器人離全面推廣普及還有很長(zhǎng)的路要走?！稗r(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化，目前選擇性采摘依然停留在技術(shù)階段，沒有得到實(shí)際應(yīng)用，要真正成為農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力還需要企業(yè)等多方加入，融合協(xié)作?！标惤堋①Z江鳴呼吁能有更多力量加入到“智慧農(nóng)業(yè)”建設(shè)上來(lái)。

如今，團(tuán)隊(duì)正抓緊時(shí)間，在有限的采茶期內(nèi)進(jìn)行實(shí)操測(cè)試?！鞍胄r(shí)能采摘多少芽葉？”“為什么這臺(tái)機(jī)器速度比另一臺(tái)慢？”“要采的是一芽一葉為何會(huì)采到一芽二葉？”帶著精益求精的態(tài)度，他們將繼續(xù)實(shí)驗(yàn)、研發(fā)，以提高采摘效率、采摘質(zhì)量，降低機(jī)器成本。

團(tuán)隊(duì)成員正計(jì)算半小時(shí)采摘芽葉數(shù) 見習(xí)記者 孫婧宜 攝

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