智能采摘機(jī)器人的出現(xiàn)緩解了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力大量涌入城市,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題日益嚴(yán)峻,尤其在果實(shí)采摘高峰期,用工難、用工貴成為困擾果園經(jīng)營(yíng)者的難題。智能采摘機(jī)器人的誕生為這一困境提供了有效解決方案。一臺(tái)智能采摘機(jī)器人每小時(shí)的作業(yè)量相當(dāng)于 5 - 8 名人工,且可 24 小時(shí)不間斷工作。在新疆的棉花采摘季,以往需要數(shù)千名拾花工耗時(shí)數(shù)月完成的采摘任務(wù),如今通過(guò)智能采摘機(jī)器人組成的作業(yè)團(tuán)隊(duì),可在數(shù)周內(nèi)高效完成。此外,機(jī)器人操作簡(jiǎn)單,經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)的普通工人即可進(jìn)行管理和維護(hù),無(wú)需依賴專業(yè)的采摘技能。智能采摘機(jī)器人不填補(bǔ)了勞動(dòng)力缺口,還降低了果園對(duì)季節(jié)性勞動(dòng)力的依賴,保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性,推動(dòng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展。熙岳智能研發(fā)的立體視覺(jué)系統(tǒng),可判別果實(shí)的成熟度和采摘位置定位。吉林節(jié)能智能采摘機(jī)器人產(chǎn)品介紹
蘋(píng)果采摘機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用正在重塑水果產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分配。傳統(tǒng)人工采摘成本約占總收益的45%-55%,而機(jī)器人作業(yè)可使該比例降至20%以下。以美國(guó)華盛頓州為例,單個(gè)機(jī)器人日均采摘量達(dá)2.5噸,相當(dāng)于15名熟練工人的工作量。雖然設(shè)備購(gòu)置成本約25萬(wàn)美元,但按年均作業(yè)200天計(jì)算,投資回報(bào)期可控制在3-4年。更深遠(yuǎn)的是產(chǎn)業(yè)模式變革:機(jī)器人采摘配合自動(dòng)分選線,實(shí)現(xiàn)"采摘-分級(jí)-包裝"全流程無(wú)人化,冷鏈運(yùn)輸響應(yīng)時(shí)間縮短60%。日本青森縣試點(diǎn)項(xiàng)目顯示,自動(dòng)化采摘使果品貨架期延長(zhǎng)3-5天,優(yōu)品率從78%提升至93%,帶動(dòng)終端售價(jià)提升18%。這種效率正推動(dòng)全球蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)向集約化、標(biāo)準(zhǔn)化方向升級(jí)。山東水果智能采摘機(jī)器人案例輕巧型 7 自由度機(jī)械臂,由熙岳智能設(shè)計(jì),輕松完成路徑規(guī)劃、采摘和放籃等多個(gè)任務(wù)。
智能采摘機(jī)器人可同時(shí)處理多種不同大小的果實(shí)。智能采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)充分考慮了果實(shí)大小的多樣性,其機(jī)械臂和末端執(zhí)行器具備靈活的調(diào)節(jié)能力。機(jī)械臂的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍較大,能夠適應(yīng)不同高度和位置的果實(shí)采摘需求;末端執(zhí)行器采用可變形或多模式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如具有多個(gè)可運(yùn)動(dòng)的手指或可伸縮的吸盤(pán)。當(dāng)遇到不同大小的果實(shí)時(shí),機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)會(huì)首先識(shí)別果實(shí)的尺寸,然后控制系統(tǒng)根據(jù)果實(shí)大小自動(dòng)調(diào)整末端執(zhí)行器的形態(tài)和抓取參數(shù)。對(duì)于較小的果實(shí),如藍(lán)莓,末端執(zhí)行器的手指會(huì)精細(xì)調(diào)整間距,以抓??;對(duì)于較大的果實(shí),如西瓜,吸盤(pán)會(huì)根據(jù)西瓜的形狀和重量調(diào)整吸力大小,確保抓取牢固。同時(shí),機(jī)器人的分揀系統(tǒng)也能對(duì)采摘下來(lái)的不同大小果實(shí)進(jìn)行分類處理,將它們分別放置在對(duì)應(yīng)的容器或輸送帶上。這種能夠同時(shí)處理多種不同大小果實(shí)的能力,使智能采摘機(jī)器人適用于多種果園場(chǎng)景,提高了其通用性和實(shí)用性。
盡管技術(shù)進(jìn)展明顯,蘋(píng)果采摘機(jī)器人仍面臨三重技術(shù)瓶頸。其一,果實(shí)識(shí)別在重疊遮擋、病蟲(chóng)害等復(fù)雜場(chǎng)景下準(zhǔn)確率下降至85%以下;其二,機(jī)械臂在密集枝椏間的避障規(guī)劃需消耗大量計(jì)算資源;其三,電源系統(tǒng)持續(xù)作業(yè)時(shí)間普遍不足8小時(shí)。倫理層面,自動(dòng)化采摘引發(fā)的就業(yè)沖擊引發(fā)社會(huì)關(guān)注。美國(guó)農(nóng)業(yè)工人聯(lián)合會(huì)調(diào)查顯示,76%的果園工人擔(dān)心被機(jī)器取代。為此,部分企業(yè)開(kāi)發(fā)"人機(jī)協(xié)作"模式,由機(jī)器人完成高空作業(yè),工人處理精細(xì)環(huán)節(jié),既提升效率又保留就業(yè)崗位。此外,機(jī)器人作業(yè)產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)的影響尚需長(zhǎng)期研究,歐盟已要求新設(shè)備必須通過(guò)5年以上的生態(tài)安全認(rèn)證。無(wú)論是平坦的果園還是略有起伏的農(nóng)田,熙岳智能的采摘機(jī)器人都能輕松應(yīng)對(duì)。
智能采摘機(jī)器人是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、農(nóng)業(yè)等多學(xué)科深度交融的產(chǎn)物。以越疆Nova協(xié)作機(jī)器人為例,其搭載3D視覺(jué)相機(jī)與AI算法系統(tǒng),通過(guò)色譜分析精細(xì)識(shí)別草莓成熟度,配合柔性?shī)A爪實(shí)現(xiàn)無(wú)損采摘。激光SLAM技術(shù)構(gòu)建的農(nóng)場(chǎng)地圖使機(jī)器人具備自主導(dǎo)航能力,在復(fù)雜地形中靈活避障。這種多技術(shù)協(xié)同不僅突破單一學(xué)科邊界,更形成"感知-決策-執(zhí)行"的閉環(huán)系統(tǒng)。日本松下公司研發(fā)的番茄采摘機(jī)器人則集成熱成像與力學(xué)傳感器,通過(guò)果實(shí)彈性模量判斷成熟度,配合六軸機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)晝夜連續(xù)作業(yè),展現(xiàn)多學(xué)科集成的商業(yè)潛力。熙岳智能的智能采摘機(jī)器人具備環(huán)境智能感知與自主避障能力,保障作業(yè)安全。吉林智能智能采摘機(jī)器人案例
熙岳智能在智能采摘機(jī)器人的研發(fā)中,注重多技術(shù)融合,提升機(jī)器人綜合性能。吉林節(jié)能智能采摘機(jī)器人產(chǎn)品介紹
其采摘力度可根據(jù)果實(shí)種類和成熟度調(diào)節(jié)。智能采摘機(jī)器人的末端執(zhí)行器配備了高精度壓力傳感器和智能控制系統(tǒng),能夠根據(jù)果實(shí)的特性控制采摘力度。對(duì)于不同種類的果實(shí),系統(tǒng)內(nèi)置了對(duì)應(yīng)的力度參數(shù)庫(kù),如草莓、櫻桃等嬌嫩果實(shí)的抓取力度控制在 0.1 - 0.3 牛頓,而蘋(píng)果、梨等果實(shí)的抓取力度則為 0.5 - 0.8 牛頓。同時(shí),針對(duì)同一果實(shí)的不同成熟度,系統(tǒng)也能進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)。成熟度高的果實(shí)果肉柔軟,抓取力度會(huì)相應(yīng)減?。怀墒於鹊偷墓麑?shí)質(zhì)地較硬,抓取力度則適當(dāng)增加。在實(shí)際采摘過(guò)程中,壓力傳感器以每秒 100 次的頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抓取力度,并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)械臂的動(dòng)力輸出,確保在抓取牢固的同時(shí),不損傷果實(shí)表皮。經(jīng)測(cè)試,該系統(tǒng)可將采摘過(guò)程中的果實(shí)損傷率控制在 1% 以內(nèi),極大地提升了采摘果實(shí)的品質(zhì)和商品價(jià)值。吉林節(jié)能智能采摘機(jī)器人產(chǎn)品介紹