近日,名優(yōu)茶采摘進入黃金季。記者在重慶市永川區(qū)茶山林園看到,一臺采茶機器人正穿梭于茶樹間。只見它迅速鎖定目標芽頭,配合雙目攝像頭與人工智能算法,精準獲取芽葉三維坐標;隨后,柔性機械臂模擬人手采摘動作,以毫米級精度完成芽葉掐取,并通過風力吸附裝置實現(xiàn)無損回收。
這是由重慶郵電大學自動化學院教授朱浩團隊與重慶市農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所聯(lián)合研發(fā)的重慶首款山地名優(yōu)茶智能采摘機器人。它可以2秒采摘一片葉,全天候不間斷作業(yè),為解決茶產(chǎn)業(yè)“用工難”、推動鄉(xiāng)村振興注入科技新動能?!澳壳皺C器人單芽采摘準確率達90%,效率接近2—3年經(jīng)驗茶工水平?!敝旌平榻B。
運用農(nóng)業(yè)機械化設備進行名優(yōu)茶智能采摘難度極大。芽葉需按“一芽一葉”或“一芽二葉”標準無損采收,且采摘期短、人工成本高。作為全國重要茶葉產(chǎn)區(qū),重慶茶園總面積超100萬畝,但山區(qū)地形復雜、人工季節(jié)性短缺問題長期制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!皞鹘y(tǒng)采茶機只能用于大宗茶,名優(yōu)茶采摘至今依賴人工,高峰期用工缺口達30%以上?!敝旌普f。
為應對重慶山地茶園的特殊挑戰(zhàn),研發(fā)團隊在技術細節(jié)上反復打磨,最終實現(xiàn)機器人復雜環(huán)境“看得清”、遮擋環(huán)境“定得準”、仿生手“采得好”、全鏈閉環(huán)“能回收”?;谏疃葘W習的圖像識別模型,機器人可區(qū)分云霧天氣、光照變化下的芽葉狀態(tài),精準判斷采摘標準;融合多傳感器數(shù)據(jù),采摘點定位誤差控制在1毫米內(nèi);機械臂末端采用柔性夾爪與負壓吸附雙模設計,確保芽葉完整率超95%;創(chuàng)新風力輸送系統(tǒng),避免芽葉堆積損傷,同時實現(xiàn)自主路徑規(guī)劃與連續(xù)作業(yè)。
“通過標準化、智能化,機器人采茶可提升產(chǎn)業(yè)附加值?!敝貞c市農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所副所長徐澤說,永川秀芽等名優(yōu)茶對品控要求嚴苛,機器人采摘可保障芽葉勻整度,為后續(xù)加工奠定基礎。
這一成果的背后,是重慶郵電大學新工科與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的深度融合。作為重慶市“3+6+X”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群重點工程,團隊將人工智能、自動化技術與茶葉生產(chǎn)場景深度耦合。朱浩表示,未來團隊將繼續(xù)攻關,進一步提升機器人的作業(yè)效率,推進設備輕量化升級,加快茶產(chǎn)業(yè)智能化升級。
重慶郵電大學相關負責人表示,一直以來,重慶郵電大學始終致力于以科技創(chuàng)新服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展,堅持立德樹人,推進教育科技人才一體化發(fā)展。未來,學校將持續(xù)推進科教融匯、產(chǎn)教融合,以科技創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(雍黎)