
近日,在第三届雄安未来之城场景汇雄安智慧农业技术应用大赛决赛现场,机器人采摘设备备受关注。北京青年报记者了解到,由农业农村部南京农业机械化研究所研发的芦笋高速采收机器人在比赛中获得二等奖,该机器人一小时可采收2500根芦笋,速度比肩人工采收,还可24小时连轴转,把人工从高温大棚里解放出来。
芦笋高速采收机器人的研发人员、农业农村部南京农业机械化研究所研究员夏先飞透露,此次参赛的设备是第一代,第二代芦笋采收机器人目前已进入试验熟化阶段,预计明年可上市。
6月28日,第三届雄安未来之城场景汇雄安智慧农业技术应用大赛决赛在雄安新区举行。该赛事由雄安未来之城场景汇组委会主办、河北省农业农村厅承办,已连续举办三届,本届大赛以“数智农业、慧创未来”为主题,分设农业智能装备、农业数智化解决方案、设施农业技术三大赛道,汇聚全国和海外479项优质农业科创产品同台竞技,经多轮遴选农业智能装备赛道共40项成果入围决赛,决赛设一等奖1项、二等奖3项、三等奖6项。

在比赛现场,多款机器人采摘设备受到关注。其中,芦笋高速采收机器人在农业智能装备赛道40项成果中评分排名第4,荣获二等奖。夏先飞告诉北青报记者,芦笋作为药食同源的高价值作物,经济收益十分可观,有机芦笋的单价甚至高达上百元一斤。芦笋的生长速度极快,必须及时采摘,长期以来,芦笋的采摘主要依赖人工,不仅采收成本较高,在高温天气下人工作业也较为困难。“经过前期市场调研,我们了解到种植户对芦笋自动化采收设备是有需求的,购买意愿比较高,我们就着手研发。”
在研发过程中,夏先飞和团队遇到的挑战主要有两方面,一是如何兼容芦笋品种和种植模式的差异性,为此,他们采集并标注大量数据,用于训练和优化识别模型,使机器人能够识别各类芦笋并适应不同场地。另一个难点则是成本控制,研发人员在保证整机运行可靠性与稳定性的同时,对摄像头、传感器等部件方案进行了降本优化。
夏先飞团队还与其他科研单位开展联合攻关,突破了复杂环境高精度导航、精准视觉识别、多臂高效协同控制等关键核心技术,实现芦笋识别准确率超95%、定位误差小于1毫米、单臂采收时间每根不到5秒。多臂协同作业时,每小时可采收鲜芦笋2500根,适配多种种植场景,破解了芦笋人工采收难题。此外,通过模块化设计,该设备可拓展至多种茎秆类作物收获作业。
夏先飞介绍,此次参赛的设备是第一代芦笋高速采收机器人,主要用于光头笋采收,切割后地面不留茎秆,采收速度跟人工相当,比人工更具优势的是2不需要休息,可实现全天连续作业。在比赛现场,团队展示了该设备的三个核心功能,一是基于AI视觉的芦笋识别与定位功能,该功能可支撑机器人完成精准采摘;二是多臂协同操作,4个自主研发的机械臂可同时作业,比传统机械臂效率更优;三是机械臂末端的剪切一体化设计,进一步简化采收流程。
此外,夏先飞还透露,第二代芦笋采收机器人在第一代的基础上,增加了带母茎种植模式的采收功能,可只切割新长出的嫩茎并保留母茎。同时,第二代设备整体更加紧凑,机械臂数量更多,采摘效率可进一步提高。“目前我们第二代采收机器人已进入调试阶段,今年8月份将下地进行试验,预计明年可以上市,销售价格在20万元左右。”
文/北京青年报记者 戴幼卿
编辑/贺梦禹
校对/李建良