清明將至，西湖龍井進(jìn)入大規(guī)模采摘期，在杭州市西湖區(qū)西湖龍井原產(chǎn)地一級保護(hù)區(qū)茶園里，茶農(nóng)們采摘、分揀、收筐……一派繁忙景象。
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，眼睛是可移動相機(jī)，頭“戴”著太陽能板搭建的“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。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固定識別相機(jī)減少到一臺移動識別相機(jī)。
從現(xiàn)場看，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。
但升級之路遠(yuǎn)比看著艱難，過程中團(tuán)隊(duì)遇到了許多技術(shù)難點(diǎn)。賈江鳴解釋：“原來兩臺相機(jī)一臺負(fù)責(zé)一邊，不存在誤差。現(xiàn)在采用一臺移動的相機(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’問題我們花了三四個(gè)月時(shí)間。機(jī)械臂也是一樣，原來一個(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’，需要我們在實(shí)驗(yàn)中不斷調(diào)試。”
皇天不負(fù)有心人，經(jīng)過對人工智能深度學(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、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，但有時(shí)候還是會把老葉片采進(jìn)去，葉柄長度也偶爾存在誤差。
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，農(nóng)業(yè)機(jī)器人面對的是非結(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”都有可能影響其判斷。相比工業(yè)機(jī)器人可以在相對恒定環(huán)境中對標(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，而采茶機(jī)器人離全面推廣普及還有很長的路要走?！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?、賈江鳴呼吁能有更多力量加入到“智慧農(nóng)業(yè)”建設(shè)上來。
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)操測試?！鞍胄r(shí)能采摘多少芽葉？”“為什么這臺機(jī)器速度比另一臺慢？”“要采的是一芽一葉為何會采到一芽二葉？”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
來源：浙江在線 見習(xí)記者 孫婧宜，信息貴在分享，如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除
