奮進“十五五” 實干開新局丨平均7.5秒摘一顆蘋果 “雙胞胎”機器人解鎖采摘新技能

　　“十五五”規(guī)劃綱要提出，面向生物育種、生產(chǎn)管理、疫病防治等場景加快農(nóng)業(yè)數(shù)智化升級。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，受作物特性和環(huán)境影響，水果采摘主要是靠人工來完成的。最近，科研人員研制出一款蘋果采摘機器人并投入實際驗證。機器人怎么摘蘋果？如何提高生產(chǎn)效率？記者進行了探訪。

　　大小娃協(xié)同

　　“雙胞胎”機器人“巧手”摘果

　　在西北農(nóng)林科技大學這個模擬果園環(huán)境的實驗室里，記者見到了這臺正在做采摘訓練的設備。它們由一大一小兩個半人形機器人組成，一人多高的身軀，共用履帶式底座，科研人員給他們?nèi)×艘粋€有趣的名字——“雙胞胎”機器人。

　　西北農(nóng)林科技大學教授 楊福增：高個子的叫“大娃”，它負責1.5米以上高處蘋果的采摘，旁邊低個子的叫“小娃”，負責采摘低處蘋果。

　　科研人員告訴記者，“雙胞胎”機器人摘蘋果關鍵是靠安裝在頭部和機械臂上的視覺系統(tǒng)。它們就像是眼睛，能精準掃描果樹形狀、果子的色澤和大小，并立馬把這些信息傳輸給機器人的“大腦”。

　　西北農(nóng)林科技大學博士生 陳重成：機器人的“大腦”根據(jù)相關的算進行識別和分析。它把哪里是蘋果樹、哪里是枝條、哪里是蘋果，甚至包括哪里是病蟲害腐蝕掉的壞蘋果進行篩選，最終確定哪個是果相比較好的蘋果，對機器人下達命令，再通過機械臂完成采摘。

　　在現(xiàn)場記者注意到，兩個機器人都是雙臂作業(yè)，但小娃的機械臂是直方形的工業(yè)機械臂，而大娃的手臂更像人的胳膊，關節(jié)也更多、更靈活。

　　西北農(nóng)林科技大學博士生 陳重成：大娃在采摘蘋果的過程中角度更多、姿態(tài)也會更多，可以繞過一部分障礙物夾住并采摘蘋果。“小娃”的機械臂的優(yōu)點就是作業(yè)空間更廣、速度更快、效率更高。

　　新技術解鎖“雙胞胎”機器人新技能

　　記者在采訪中了解到，實際果園環(huán)境比實驗室情況要復雜很多，還需要大量場景驗證。這段時間，科研人員正不斷進行技術優(yōu)化，爭取讓“雙胞胎”機器人早日投入應用。

　　這幾天，科研人員請來一些有多年種果經(jīng)驗的果農(nóng)，讓他們在實驗現(xiàn)場摘蘋果，用專業(yè)的動作捕捉系統(tǒng)，一遍遍采集摘果時的手勢、力度、運動軌跡等數(shù)據(jù)，以便進一步設計、優(yōu)化機器人采摘爪的動作。

　　一位配合采集數(shù)據(jù)的果農(nóng)叫炊水利，家中有8畝果園，每年能產(chǎn)4萬斤蘋果。每到采摘季，全家5口人前后要忙一個多月。如果雇人的話，人工費要占到賣果收入的三成，要是遇到刮風下雨更是犯愁。

　　聽說采摘機器人平均7.5秒能完成一個單果采摘，未來如果順利投入使用，一個小時就能摘800個蘋果，炊水利滿是期待。

　　除了推進采摘爪的技術優(yōu)化，科研團隊還有一項重要任務——測算機器人爬坡的最大角度，并挑戰(zhàn)它跨越溝坎的極限能力。

　　在一片模擬丘陵地形的實驗平臺，記者看到，在取得最大爬坡角度為15度的數(shù)據(jù)后，大伙又用鐵鍬一次次加深、加寬土溝，反復測試它的通過能力。科研人員告訴記者，他們要抓緊時間優(yōu)化，爭取在今年秋天蘋果成熟季時，讓“雙胞胎”機器人投入實際采摘中。

　　智能裝備組團

　　提升果園采收效率

　　陜西是果業(yè)大省，僅蘋果產(chǎn)量就占全國的約四分之一，但很多果園都分布在丘陵和溝壑地帶，大型機械無法進入，人工成本很高。今年，當?shù)丶涌煅邪l(fā)具身智能等先進裝備，提升果園采收效率。

　　在這片500多畝的果園里，一場立體作業(yè)的模擬演示正在進行。地面上，一輛巡檢機器人來回穿梭，除了檢查病蟲害，它在摘果期還能監(jiān)測果園里的采收細節(jié)和進度；而在不遠處，兩臺轉(zhuǎn)運機器人和采摘機器人密切配合，及時轉(zhuǎn)運著摘好的果子；在果園上空，一架無人機正在低速飛行，通過遙感相機掃描著整個地面狀況。

　　西北農(nóng)林科技大學碩士生 楊清燕：它在果園上空飛行，得到果園的道路情況和果實成熟情況，將這些信息反饋給云平臺，可以對采收機器人、轉(zhuǎn)運機器人進行任務分配和路徑規(guī)劃，實現(xiàn)高效空地協(xié)同作業(yè)。

　　目前，陜西正加快推廣智能育種、數(shù)字孿生果園、丘陵山區(qū)專用智能裝備，通過全鏈條大數(shù)據(jù)管控、綠色低碳生產(chǎn)等新技術，擴大智慧果園覆蓋面積，推動技術向小規(guī)模果園下沉，持續(xù)提升果園綜合生產(chǎn)能力。

　　（總臺記者 王琰 陳鈺潔 李紅剛 李志 陜西臺）