下一代番茄采摘機(jī)器人正沿著三個(gè)方向進(jìn)化:群體智能協(xié)作、人機(jī)協(xié)同作業(yè)、全生命周期管理。麻省理工學(xué)院研發(fā)的"番茄收割者"集群系統(tǒng),可通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)分配任務(wù)區(qū)域,實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同覆蓋率提升300%。人機(jī)交互方面,AR輔助系統(tǒng)使農(nóng)場(chǎng)主能實(shí)時(shí)監(jiān)控制導(dǎo)參數(shù),必要時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程接管。全生命周期管理則整合種植規(guī)劃、水肥調(diào)控、病蟲害監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié),形成閉環(huán)決策系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建呈現(xiàn)兩大趨勢(shì):技術(shù)服務(wù)商與農(nóng)機(jī)巨頭正在形成戰(zhàn)略聯(lián)盟,約翰迪爾與AI公司BlueRiver的合并即為典型案例;農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)開始為機(jī)器人作業(yè)設(shè)計(jì)新型險(xiǎn)種,覆蓋機(jī)械故障、數(shù)據(jù)安全等新型風(fēng)險(xiǎn)。在政策層面,歐盟《農(nóng)業(yè)機(jī)器人倫理框架》的出臺(tái),標(biāo)志著行業(yè)監(jiān)管進(jìn)入規(guī)范化階段??梢灶A(yù)見,隨著5G+邊緣計(jì)算技術(shù)的普及,番茄采摘機(jī)器人將成為智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的神經(jīng)末梢,徹底重塑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)圖景。熙岳智能研發(fā)的立體視覺系統(tǒng),可判別果實(shí)的成熟度和采摘位置定位。吉林自制智能采摘機(jī)器人案例
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。當(dāng)遇到不同大小的果實(shí)時(shí),機(jī)器人的視覺系統(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,以抓取;對(duì)于較大的果實(shí),如西瓜,吸盤會(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。浙江小番茄智能采摘機(jī)器人公司南京熙岳智能科技有限公司成立于 2017 年,在智能采摘機(jī)器人研發(fā)方面成果。
智能采摘機(jī)器人能在夜間持續(xù)作業(yè),突破人力采摘時(shí)間限制。智能采摘機(jī)器人配備了先進(jìn)的夜間作業(yè)輔助系統(tǒng),使其能夠在黑暗環(huán)境中正常工作。機(jī)器人的攝像頭采用紅外夜視技術(shù),即使在無(wú)光照的情況下也能清晰捕捉果園內(nèi)的圖像信息,結(jié)合 AI 視覺算法,依然可以準(zhǔn)確識(shí)別果實(shí)的位置和成熟度。此外,機(jī)器人的機(jī)械臂和行走機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),降低運(yùn)行噪音,避免在夜間作業(yè)時(shí)驚擾果園周邊的居民和動(dòng)物。夜間果園環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,沒有白天的高溫和強(qiáng)烈光照,一些果實(shí)的生理狀態(tài)也更適合采摘。智能采摘機(jī)器人利用夜間時(shí)間持續(xù)作業(yè),不可以充分利用果園的生產(chǎn)時(shí)間,提高采摘效率,還能緩解白天勞動(dòng)力緊張的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)果園采摘的全天候作業(yè),有效增加果園的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。
智能采摘機(jī)器人可在陡坡、梯田等復(fù)雜地形作業(yè)。針對(duì)復(fù)雜地形,機(jī)器人采用履帶式底盤與自適應(yīng)懸架系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)。履帶表面的防滑齒紋與梯田臺(tái)階緊密咬合,配合主動(dòng)懸掛系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)底盤高度和傾斜角度,確保機(jī)器人在 45° 陡坡上仍能平穩(wěn)作業(yè)。在云南的咖啡種植梯田中,機(jī)器人通過(guò)激光雷達(dá)掃描地形,自動(dòng)生成貼合梯田輪廓的螺旋式作業(yè)路徑,避免垂直上下帶來(lái)的安全隱患。機(jī)械臂配備的萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)使其在傾斜狀態(tài)下仍能保持水平采摘,確保果實(shí)抓取穩(wěn)定。同時(shí),機(jī)器人具備防側(cè)翻預(yù)警功能,當(dāng)檢測(cè)到車身傾斜超過(guò)安全閾值時(shí),會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)并發(fā)出警報(bào)。這種專為復(fù)雜地形優(yōu)化的設(shè)計(jì),使智能采摘機(jī)器人突破地形限制,將高效作業(yè)覆蓋至傳統(tǒng)設(shè)備難以到達(dá)的區(qū)域,助力山地果園實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)培訓(xùn)類機(jī)構(gòu)引入熙岳智能采摘機(jī)器人,為教學(xué)提供了先進(jìn)的實(shí)踐設(shè)備。
可持續(xù)發(fā)展將成為采摘機(jī)器人進(jìn)化的重要維度。在能源層面,柔性光伏薄膜與仿生樹枝形太陽(yáng)能收集裝置正在研發(fā)中,使機(jī)器人能利用果樹間隙光照進(jìn)行自主補(bǔ)能。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室展示的"光合機(jī)器人"原型,其表面覆蓋的光敏納米材料可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率提升至32%,配合動(dòng)能回收系統(tǒng),單次充電續(xù)航時(shí)間突破16小時(shí)。在材料科學(xué)領(lǐng)域,生物可降解復(fù)合材料開始應(yīng)用于執(zhí)行器外殼,廢棄后可在土壤中自然分解,避免微塑料污染。更值得關(guān)注的是全生命周期碳足跡管理系統(tǒng),通過(guò)區(qū)塊鏈記錄機(jī)器人從生產(chǎn)到報(bào)廢的碳排放數(shù)據(jù),果園主可基于實(shí)時(shí)碳配額優(yōu)化設(shè)備使用策略。這種生態(tài)化轉(zhuǎn)型不僅降低環(huán)境負(fù)荷,更可能催生"碳積分果園"等新型商業(yè)模式,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成為碳匯交易市場(chǎng)的重要組成部分。熙岳智能的智能采摘機(jī)器人凝聚了團(tuán)隊(duì)的智慧和心血,是科技創(chuàng)新的結(jié)晶。浙江小番茄智能采摘機(jī)器人公司
熙岳智能的智能采摘機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)軟件仿真功能,方便技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試優(yōu)化。吉林自制智能采摘機(jī)器人案例
智能采摘機(jī)器人搭載多光譜攝像頭,可識(shí)別果實(shí)成熟度。多光譜攝像頭作為機(jī)器人的 “眼睛”,能夠捕捉可見光和不可見光范圍內(nèi)的多種光譜信息,覆蓋從紫外線到近紅外的波段。不同成熟度的果實(shí),在這些光譜下會(huì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的反射、吸收和透射特性。例如,成熟的蘋果在近紅外光譜下反射率較高,而未成熟的蘋果反射率較低。機(jī)器人通過(guò)分析多光譜圖像數(shù)據(jù),結(jié)合預(yù)先訓(xùn)練好的算法模型,能夠快速且地判斷果實(shí)是否達(dá)到采摘狀態(tài)。這種技術(shù)不避免了人工判斷的主觀性和誤差,還能在復(fù)雜光照條件下保持穩(wěn)定的識(shí)別效果,有效提升了采摘果實(shí)的品質(zhì)和一致性,極大減少了因采摘過(guò)早或過(guò)晚造成的損失。吉林自制智能采摘機(jī)器人案例