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图片来源:apal.org.au

机器人MARS:苹果采摘机器人的诸多优势

APAL(Apple and Pear Australia Limited)是澳大利亚苹果和梨行业的国家级代表机构,年营业额达6亿美元,拥有Pink Lady品牌,该品牌已进入100多个国家和地区。该公司开展了一项独特的研究项目 MARS,正在改变人们对采收的认知。 

MARS(Monash Apple Retrieving System)是一套苹果采收系统,由莫纳什大学的陈超博士研发。该机器人是一项为期三年的研究项目的成果,旨在提高果园管理效率并缓解农业工人短缺问题。 

简明扼要:

  1. MARS可在1.2米距离外识别90%以上可见的苹果;
  2. 机器人可采摘其手臂够得着的85%以上的苹果;
  3. 抓手可适应不同大小和形状的水果;
  4. 机器人采摘一个苹果只需七秒。

机器人自主工作,能够识别水果、避开障碍物,并在采收期间自行穿行于果园的行间。 

MARS由三个部分组成:

  1. 视觉系统,用于识别苹果并确定其位置。 
  2. 机械臂,将“抓手”运送到目标苹果处。 
  3. 带吸盘和夹爪的柔性机械“抓手”。 

“手臂的结构兼顾了吸盘部分的双重保护和夹持力度。这使我们能够显著提高采摘成功率”,陈超博士说道。 

果园测试

MARS于2021年采收季在Fankhauser果园进行了测试。在2月和4月各为期两周的测试期间,陈博士的团队先让机器人采摘Smitten苹果,随后采摘Pink Lady苹果。整个测试均在专门搭建的二维果园中进行。 

“从本质上讲,机器人类似于车辆,而果园则类似于道路。车辆和道路必须相互适配才能正常运行,因此未来机器人和果园都需要改进,而且两者都将不断变化”

图片来源: apal.org.au

自动化劳动

陈博士的目标是让机器人系统与人类协同工作,而不是在果园中完全取代人类。 

教授表示:“例如,机器人在恶劣天气(过热、过冷、过湿)和夜间工作效果更好。机器人可以采摘人类难以够到的高处果实。随着机器人技术的发展和果园的改造,机器人将变得更高效、更便宜,但人类仍将采摘机器人难以触及的苹果,尤其是藏在树叶深处的果实。” 

陈博士认为,随着系统变得更加先进,并能够更轻松地穿越结构化、便于机器人作业的果园中的植物和空间,机器人在其他农业任务中也有发展潜力。 

具有优势的机器人

除了采收的实用性,这位研究人员还将MARS等机器人创新视为一种新途径,借助令人兴奋的农业技术吸引年轻人投身果园工作。 

“我们看到,年轻人更倾向于生活在大城市,因为他们认为那里机会更多,而乡村地区和农业则被他们视为已经“落后”的领域。农场上配备这些机器人系统,可以基于多种原因吸引年轻人。这让他们有机会从事使用非常先进技术的设计和开发工作。这也改变了工作的性质:所需人力减少,管理工作增加”

图片来源:apal.org.au

这位博士认为,MARS在季节性劳动系统中潜力巨大。他表示,机器人可以全年跟随不同的采收季节工作。MARS可以先采收苹果,结束后转向采收柑橘。随后机器人转向核果类水果,之后再回到苹果。 

整个研究团队都希望弄清楚如何使该系统适应不同种类的水果。该技术已准备好进行商业开发,因为公司已经克服了最初的主要难题。 

其他采收辅助机器人

StrawBot机器人可以应对草莓采摘这一复杂任务。此前已有许多尝试开发自主浆果采摘机器人,但没有一家公司将这一过程真正完善。Ag Pro Robotics开发了StrawBot,用于自动完成从工人处收取装满草莓的容器,并将其运送到行末收集点的工作。 

图片来源: agprorobotics.com

这类机器人可为农场节省约18%至35%的人工成本。同时,它还能多利用15%至20%的土地,这是播种面积的显著增加。 

Ripe Robotics公司的Eve(夏娃)机器人正准备用于苹果、橙子和核果类水果的工业化采收。Eve会检查每个水果的品质和成熟度,然后在最佳时机自动采摘。凭借柔软的吸力管,水果可以被轻柔地从树上分离,不会受损。