超灵巧柔性抓手采摘嫩芽,用科技为农业高质量发展赋能

发布者:zjnbxq发布时间:2022-02-09浏览次数:337

随着科技的发展,农业机械化大大提高了农产品的采摘效率。在传统的农业中,农产品的采摘基本靠的是人力,不仅消耗成本巨大,同时面临采摘劳动力的缺失等问题,常常因为人力限制发生采摘无法达标的情况。在这个难题下,科技赋能农业显得尤为重要。目前,宁波科创中心张晟团队正致力于智能采摘设备的研发,用科技助力农业高质量发展。

全国“采茶工荒”成普遍现象。茶叶的采集比较特殊,因为茶叶等级分很多种,比如单芽和多芽,单芽属于一芽一叶,比较难采摘。如果是多叶,通过机器采摘虽然可以增加效率,但是会对茶叶造成一定破坏。中国市场上的名优茶,一般都是一芽一叶,甚至单芽,对于采摘的质量要求较高。传统的采摘方法一般是人工采摘,并且还需要做等级的辨别核查,成本很高。再加上采摘量大,采摘劳动力缺失,就造成用工荒。



“现在一些水果的采摘设备,大大提高了采摘效率。但是像一些特殊的水果,像草莓、蓝莓,还是需要人工采摘”,张晟表示,“我们希望借用高科技,比如智能机器视觉,达到对特殊水果、茶叶的高效率高质量精准采摘。”张晟团队联合浙江大学光及电磁波研究中心学术带头人何赛灵团队用智能机器视觉模拟人的视觉,通过辨别芽叶上的几何形状,比如三维成像的接触式和非接触式的测量,探测芽叶品质。在高光谱技术方面,用一种更绿色、快速、高效的无损检测技术,来达到光谱扫描,从中知道茶叶的有效成分,多酚类的植物碱、氨基酸等特征信息,就能知道怎样去摘采它。

未来将会实现模拟人手采摘。“人工摘采时,会用指尖、拇指和中指做一个上提的动作来摘茶,我们可以做到这样的效果。把它微量化、微型化,做成柔性摘采后,就不会对芽产生损坏,实现针对性精确采摘,大大提高采摘率。”张晟表示。


多目定位系统机械臂柔性抓手采摘车


近日,张晟还参加了南方财经全媒体集团举办的“科技赋能乡村振兴——农产品供应链如何重塑?”主题在线研讨会。研讨会邀请了多位行业专家共同探讨畅通农产品上行通道,促进农民增收的新思路。

此外,高光谱技术在农业机械中也实现了大规模应用。采摘时,水果的质量检测费时费力,高光谱技术可以反应水果内部的有效成分和特征信息,实现在图像信息上分辨,水果是否有局部腐烂、虫害。联合研发团队将基于高光谱图谱仪研究监测茶鲜叶生长情况及品质质量技术。以茶树为研究对象,采集茶树叶片高光谱图像数据,提取相应的光谱特征变量,并与常规方法检测得到的叶片含水量、叶绿素含量、茶多酚含量、氨基酸含量相关联,建立茶树叶片多种生物化学参数的预测模型,最后通过模型评估茶鲜叶生长营养情况及品质质量,有效提供茶叶品质监控。



左图为具有国际领先的四维高光谱成像仪右图为扫描绿色植物实验结果图

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