米兰官网-“海葵手”温柔一摘：草莓无损去茎—新闻—科学网

春暖花开，恰是草莓上市的季候。于南京市江宁区丰硕农场的高架草莓园里，青翠的藤蔓间挂满鲜红的果实。

一台履带式底盘、体态灵巧的呆板人正慢吞吞地穿梭于垄间。它顶部的“眼睛”——深度相机快速扫描，精准锁定一颗成熟的草莓。随即，机械臂动员结尾的柔性“小手”缓缓挪动，四层硅胶触手如海葵般柔柔包裹住草莓，轻轻一拖、一转，一颗完备无梗的草莓便稳稳落入“手”中，它再把这枚草莓轻轻放入网络筐。

这台动作爽利又温柔的智能辅佐，恰是南京农业年夜学工学院传授汪小旵团队研发的第二代草莓采摘呆板人。“平均20秒就能摘一颗草莓，抓取乐成率到达84%，采下来的草莓品相无缺，跟人工摘的险些没不同。”汪小旵说，其焦点结果为高架草莓的无损去茎主动化采收提供了全新解决方案。

仿生“海葵手”霸占柔柔抓取关

草莓皮薄、果形小，采摘既要邃密又要快速。人工哈腰采摘一天累患上腰酸违痛，并且雇人成今年年涨。

2021年，该团队启动草莓出产全程机械化项目，专攻草莓智能采摘设备研发。团队摒弃了传统夹剪、气吸式采摘器的毛病，重复优化视觉辨认、机械臂操控及柔性夹爪设计，做了年夜量田间实验，终究研发出这款能精准辨认、柔柔采摘、主动去梗的万能呆板人。

汪小旵先容，传统夹剪一体式、气吸式采摘器采下的草莓轻易留下果梗，这些果梗会于运输历程中刺破、划伤相邻果实，造结果实毁伤。怎样防止这类环境呢？该团队跳出传统思绪，从海洋生物中得到了灵感。

“你看这个‘海葵手’，柔性材质，不会碰伤果子。”汪小旵先容。这只“包络仿生式气动软夹爪”主体采用柔性硅胶，仿照海葵进食举动设计，四层错位摆列的柔性触手可彻底包裹差别巨细、形态的草莓。

此外，夹爪底部气动腔可经由过程气压调治实现触手智能收放：负压时触手向内贴合完成柔柔抓取，正压时伸展开释果实，完善适配草莓果皮柔软易损的特征，从底子上防止了机械毁伤。

为实现草莓采摘后不留硬梗，团队专门为呆板人设计了模拟人类采摘举动的“拖拽—扭转”动作。

当软夹爪完成柔性包络抓取后，机械臂按预设步伐举行精准的拖拽与扭转，使草莓花梗与花萼的毗连点天然断裂。“抓取后做‘拖拽—扭转’动作，像人摘草莓同样，既要平稳，又要让果梗天然断裂，难度年夜幅晋升。”汪小旵说。

这一设计完全解决了果梗残留问题，采摘下的草莓无需二次处置惩罚，可直接成为商品果。田间实验显示，采用此方式的采摘效果靠近人工，毁伤率年夜幅降低。

从初代剪夹一体布局，到如今二代机型实现无损去茎，团队耗时三年多，连续优化软硬件，霸占了农业非布局化场景下的智能采摘难题。

聪明眼晋升繁杂情况功课效率

“最难的，就是怎样把人工智能技能运用于农业非布局化情况中。工业情况相对于固定，光芒也不变，但农业情况纷歧样，阴天、好天、强光、迟早光芒差异都很年夜，并且草莓形态各别，要霸占这些难点，是最具挑战的。”汪小旵说。

草莓密集生长、枝叶果实彼此遮挡，是呆板人“看准”及“抓稳”的另外一年夜挑战。该团队基在深度进修模子，提出了一套遮挡处置惩罚与抓取位姿调解计谋。

该计谋经由过程综合评分机制评估簇生草莓间的空间瓜葛，优先选择遮挡起码的采摘方针，并基在视觉反馈动态调解抓取位姿。“这是一个深度相机，相称在呆板人的‘眼睛’。它能分清草莓熟没熟，把信息传给‘年夜脑’，‘年夜脑’再批示‘手’去采摘，每一一步都精准可控。”团队成员黄慧星博士注释道。

并且，每一次采摘测验考试后，体系会迭代更新候选方针，实现密集情况下的鲁棒闭环采收。此计谋将呆板人于繁杂农业情况中的抓取乐成率从66%晋升至84%，采摘一枚草莓约为20秒。

今朝，该呆板人已经于试验农场与温室投入测试运用。南京丰硕农业成长有限公司总司理高凤元暗示：“这款草莓采摘呆板人对于咱们来讲，确凿能节省人工，并且功课很利便。呆板虽然看起来刻板，但履行尺度很专业。人工采摘不免有偏差，而它可以严酷根据尺度，好比一级果、几多克的果实，经由过程扫描称重，采下来的全是尺度果。”

黄慧星说：“将来咱们还有能给呆板人增长分类功效，按照草莓巨细、品质主动分拣、包装，直接对于接市场，进一步降低人工成本，助力农业智能化成长。”

汪小旵暗示，该研究结果不仅针对于草莓，其技能思绪也可运用在番茄、樱桃等其他软质果蔬的智能化采收。团队将来将连续优化极度繁杂遮挡场景下的采摘体现，并适配垄作栽培模式，鞭策技能结果财产化落地，为我国举措措施农业现代化成长注入新动能。