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机器人能采摘水果吗未来果园还有很多精彩

admin

12 月 30, 2023 #水果资讯

目前,北京平谷区正在建设“未来果园”。 果园将运用各种智能设备,探索培育新农民、新农法。 预计明年竣工。 “未来果园会试点很多新技术新设备,比如无人机喷药、采摘机器人等,果园也会实行信息化管理。” 平谷区发展和改革委员会主任史立成说。

随着智能产业的快速发展,儿时“科幻作文”中描述的未来世界已逐渐成为现实。 农业生产规模化、自动化是现代农业的发展方向,而各种农业自动化设备的使用是实现农业现代化的重要技术手段。 那么,“未来果园”中的水果采摘机器人是如何工作的呢?

水果采摘机器人一定要向农民伯伯学习

“今天爸爸妈妈带我去果园!果园里有苹果、葡萄、草莓,好多水果,我摘了一大篮子,今天真是难忘的一天啊!” 你的日记里出现过这样的小作文吗? 在? 想象一下,孩子们来到果园,兴奋地跑向各种果树,看到果子就想摘下来。 这时,老师或家长就会教孩子认识水果,判断水果是否成熟,同时教孩子如何采摘水果。 得到更好的保护。 其实,根据生活经验,我们很容易理解水果采摘机器人的工作流程:它首先到达指定的采摘地点,机器视觉系统识别成熟的水果并发出相关指令,然后使用采摘手执行一系列动作,包括夹紧水果。 ,将水果与果梗分离,将水果放入收集容器等。这样就完成了单次水果采摘,然后采摘手复位,等待下一次采摘指令。

在采摘过程中,难点在于教会机器人找到隐藏在层层树叶下的果实,并准确地采摘成熟的果实。 这就是所谓机器视觉技术在现代农业生产中的应用。 机器视觉技术主要分为硬件和软件两部分。 硬件是获取目标二维图像的光源、相机、图像采集卡等设备; 软件部分是图像处理和相应的算法,是研究人员关注的重点,包括但不限于图像处理算法、模式识别算法、深度学习算法等。目前技术已经在单目视觉的基础上逐步发展出双目立体视觉系统。 简单来说,硬件设备从不同角度获取两幅图像,然后通过计算图像中对应点的位置偏差,得到目标的三维图像。 几何信息。 双目立体视觉系统从根本上模拟了人眼的视觉原理,这也是其名称的由来。

这只是获取图像的部分。 水果采摘机器人和我们一样,需要请教农民伯伯如何判断一个水果是否成熟——这需要大量的人工智能深度学习才能达到相应的目的。 值得一提的是,当我们设计和训练机器人时,我们大多关注于对一种或一类水果的识别和采摘。 然而,对于葡萄、西瓜等颜色、大小、软硬度差异较大的水果,目前的方法仍然是分别训练两台机器人,这直接导致采摘效率下降。 因此,无论机器人多么智能,在未来很长一段时间内都无法与经验丰富的果农相比。

水果采摘机器人的优势

为什么水果采摘机器人短时间内无法与人类劳动力竞争,但我们却仍在大力发展以水果采摘机器人为代表的农业机器人? 首先,机器人拣选无疑大大提高了工作效率,可以长时间工作,无需休息。 这是机器人最重要和最常见的优势之一。 其次,机器人拣选不仅带来了效率的提升,还降低了成本。 最后,就像平谷区正在设计的“未来果园”一样,它不同于早期只是增加机械设备,达到让机械替代部分果园的所谓“现代化”、“自动化”。劳动力——基本上只完成农业工作。 机械化——现阶段我们真正解放了劳动力。 《未来果园》探索培育新农民、新农业,这意味着农业生产将真正解放劳动力,自动化正在走向更高水平的“无人化”。 因为水果采摘机器人需要人工完成的部分只是为机器人完成深度学习提供模型,不需要人工看守、监控、判断; 而农民伯伯可以全身心投入到科研的发展中——毕竟,水果采摘机器人的研发不仅需要传统意义上的科研人员,最重要的是“农民伯伯教机器人”这个核心环节。 ”,这超出了普通程序员、工业设计师、算法设计师的能力范围。

基于包括水果采摘机器人在内的更加智能化的设备和信息管理,“未来果园”将形成一个多元化、共生的有机整体,能够更准确地监测环境和信息,并及时采取相应措施。 如果成熟后及时采摘,及时补充水分不足等,将进一步提高“未来果园”的农产品品质。 (刘宜莲)

专家:曹妙艳 燕山大学机械工程学院教授