西农大“智造”全国高校首台苹果双臂采摘机器人

近日，西北农林科技大学机械与电子工程学院杨福增教授团队成功研发出了我国首台苹果双臂采摘机器人，识别时间短，仿生旋转拉拽，两臂协同，大大提高了整机采摘效率，实现了采摘机器人，实现了多项科技突破和技术创新，实现了国产苹果采摘机器人对国外苹果采摘机器人的技术追赶超越。

苹果采摘机器人研究是国内外农业机器人领域的研究热点和难点之一，涉及机械、电子、控制、人工智能等多个学科，技术门槛高、研发难度大。

2018年，在农业农村部苹果全程机械化科研基地建设项目和陕西省苹果科技重大专项的支持下，杨福增教授从丘陵山地农机研究团队中分出一个课题组，开始研究苹果采摘机器人，到2021年3月就研发出第一台单臂采摘机器人，当年9月，这台机器人首次走进白水苹果试验示范站。

今年亮相的这台机器人是在原来的基础上进一步完善，又增加了一支采摘手臂。它主要由底盘、处理器、控制器、深度相机和采摘手臂等组成，并与前后两台装载运输机器人一起组成一个苹果采摘转运多机器人系统。

机器人首先要能瞪大“眼睛”看得准树上的苹果，其次“手脚”协调能够得着苹果，最关键的是“大脑”能把“眼睛”看到的信息智能化处理后快速、有效地传导给采摘手。

据了解，从一张白纸上画蓝图，到实实在在的苹果采摘机器人实物样机下地工作，全国高校中仅有南京农业大学、江苏大学和西农大等少数几个高校把梦想变成现实。

据统计，我国苹果采摘作业约占整个生产过程作业量的40%、占总生产成本的50%～70%。果园采摘从“梯子+篮子”的传统模式迈向机器人自主协同作业方式，意义重大。

“明年我们计划开发出四臂机器人。”杨福增教授表示，“团队今后将围绕机器人采摘的‘快速、无损’持续攻关，并增加夜间采摘试验，同时以关键技术、算法等科技优势与相关企业进行产学研用一体化合作，尽快让先进实用的采摘转运多机器人系统投身于苹果产业高效发展。”

从公开文献资料看，相较于美国华盛顿州立大学的苹果采摘机器人，目前西农大苹果采摘机器人在多方面实现了赶超：一是识别时间快，华盛顿州立大学是1.5秒，西农大为0.015秒；二是采摘方式灵巧，华盛顿州立大学是拉拽分离，西农大为仿生旋转拉拽，能耗小；三是采摘手臂多，西农大成功创制了一种双臂苹果采摘机器人，两臂协同，大大提高了整机采摘效率。

审核编辑 ：李倩