植株的種植模式對智能采摘機器人采摘的性能影響很大,對傳統的杯形種植,果實非常分散,機器人需要很大的工作空間,同時枝干的空間分布使采摘作業非常困難。而日本的鮮食番茄一般采用單架栽培模式,由支柱和繩索支撐,在與地面垂直的方向栽培,數個果實成串懸掛生長,由于葉柄很短,果實識別簡化,同時采摘作業性能得到保證。各樣機多針對溫室采用電動輪式底盤或軌式底盤,少數對露地栽培而采用履帶式底盤。對通常栽培模式,由于冠層的復雜性和果實分布的隨機性,其機械臂從早期的3自由度發展到以6和7自由度關節式機械臂為主;而近藤直等針對使番茄果實倒垂生長,從而使采摘難度降低的單架式栽培模式,應用直角坐標機械臂實施采摘;Chiu等則將商用關節式機械臂與剪叉式升降機結合,從而擴大豎直方向的工作空間。智能采摘機器人可以通過機器人手指來實現精細采摘。吉林自動智能采摘機器人趨勢
農業機器人(智能采摘機器人)指的是一種以農產品為操作對象,兼有人類部分信息感知和肢體行動功能,是綜合了多種學科交叉的可重復編程的柔性自動化或半自動化設備。農業機器人能夠逐步代替人力而且不斷幫助農業生產降低勞動強度,同時,其還可提高勞動效率,幫助解決目前許多國家面對的勞動力稀缺難題。農業機器越來越受到農業人口較少的發達國家的重視,也成為國際農業裝備產業技術競爭的焦點之一。相對而言,我國與發達國家水平差距明顯,如農牧業工藝與機械設備結合的不夠緊密,國內穩定性、故障率、易用性等指標不理想,生產成本較高,生產效率偏低,智能化程度不高,視覺算法的差距。但未來的農場一定將是無人農場,將會需要大量的農業機器人,國內很多研究機構和企業也在探討無人農場,也建設了無人農場的示范,雖然我國對機器人的研究起步相對較晚,但產業發展迅速,同時政策上支持力度不小,工業和信息化部、發改委、財政部于早前就曾聯合發布《機器人產業發展規劃(2016—2020年)》,就為農業機器人的進一步發展提供了新機遇。據分析稱,農業機器人目前已成為世界熱點,2017-2021年期間,人工智能在農業中應用的年復合增長率為。2016年為,預計2020年為111億美元。安徽番茄智能采摘機器人性能機器人采摘可以減少人工采摘對農民的性別限制。
智能采摘機器人能節省果實采摘的人力成本。為了國民經濟的建設和發展,農業機械化的發展愈發受到重視。我國農業機械化更多地集中在大田,拖拉機收割機等大型機械越來越普及,大田種植已經逐步走向數字化、無人化。然而目前果園等小地塊種植,主要還是靠人工勞作。蔬果采摘作為農業生產中的重要工作環節,其所需勞動力約占整個生產過程勞動力的35%~45%,而且該工作受到季節性約束,具有勞動強度大、效率低、成本高、周期短等特點。機械化在小地塊種植的發展中已經顯示出高度的重要性,“機器換人”的需求愈發迫切。隨著5G、AI、產業互聯網等技術的不斷成熟,農業采摘機器人迎來了市場機遇,成為了機器人領域新的市場增長極。
(智能采摘機器人)農業人工智能行業,2025年為308億美元,主要包括農業無人機,無人拖拉機、智能收獲機、智能除草機、擠奶機器人、農業自動化與控制系統等。農業機器人的廣泛應用是人工智能農業領域市場快速發展的重要因素。而目前中國農業機器人研究產出規模已經超過美國,同時重點關注在收獲和采摘機器人。2013—2018年,世界所有能檢索到與農業機器人研究相關的SCI論文,數量為484篇(檢索日期截止到2018年12月)論文數據表明,相關農業機器人的研究論文從2013年的53篇增加到了2017年的114篇。利用人工智能識別以及機械手臂的操作相結合,識別果實的成熟度并且熟練的采摘西紅柿。
智能采摘機器人在作業對象識別和定位、導航和路徑規劃、作業對象的分選與監測等前沿方向上,要以開放創新的理念開發和應用新技術,促進具有多環境適應性的智能農業機器人的研發。在技術上,隨著云計算、大數據和人工智能等新一代信息技術與農業技術的深度融合,農業機器人作為新一代智能化農業機械將突破瓶頸并得到廣泛應用。同時,未來農牧機器人新技術研究包括深度學習、新材料、人機共融、觸覺反饋等技術,都值得全世界人類進行探索。深度學習提高農業機器人感知和決策能力,如感知包括表型特征識別、場景識別定位、作物病害識別。決策包括運動路徑優化、作業姿態優化、作業次序優化。觸覺反饋控制要增強農業機器人感知和執行能力,如能力反饋的感知與執行能力。新材料可以改善農業機器人執行能力,人機共融是未來農業發展重要的一環,可提高作業效率,人機共融技術減少了研發成本,由機器人預測人的意圖配合完成工作。建立更加龐大的、宏觀的、虛擬的、戰略性的農業機器人系統,實現無人農場,這才是農業大數據的本質內涵。智能采摘機器人可以通過機器人手臂旋轉來實現多方向采摘。江西自制智能采摘機器人案例
智能采摘機器人是一種能夠自動采摘農作物的機器人。吉林自動智能采摘機器人趨勢
隨著勞動力短缺,人力成本不斷上漲,已經占到種植戶一半的成本,智能采摘機器人除了可以節省人力成本和提高采摘效率,這些機器人的內置的3D攝像頭和AI算法,還可以記錄和手機農作物的生長狀態,并根據數據來調整種植策略,形成一套從種植到采摘全流程的自動化種植系統。在去年荷蘭瓦赫寧根大學發起的AI農作物養成與模擬經營類挑戰賽中,各個團隊就是通過人工智能AI自動收集環境數據,來完成澆水,通風、光照、施肥和打頂決策這些工作。現在已經有越來越多公司和機構加入到采摘機器人的研發中,比利時企業Octinion的草莓采摘機器人5秒就可以識別一個草莓,在包裝環節還會優先把紅色放到上面以吸引顧客。吉林自動智能采摘機器人趨勢