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采茶机器人和采茶工一起采茶。 受访者供图
来源：中国科学报
本报讯 在浙江省杭州市西湖区一座茶园里，一个特殊的采茶机器人正在摆动机械臂，将采摘的茶叶源源不断送入存储盒中。“采茶小工”来自浙江理工大学，是该校农业机器人与装备创新团队研发的第五代智能采茶机器人，可以自主识别茶树芽叶并进行采摘。
为帮助茶农提升产量、增加收入，浙江理工大学教授武传宇团队从2019年开始，针对人工智能深度学习、深度相机定位、机器人机械臂等进行研发与测试，攻克了一个个难点。
“识别难”是智能采茶机器人要攻克的难点之一。原来，采茶机器人有一套叫作深度卷积神经网络的识别模型，通过学习可以自动识别茶树芽叶。除了聪明好学的“脑袋”外，采茶机器人还有一双厉害的“眼睛”。它使用双目摄像头扫描茶叶，就和人的两只眼睛一样，实现3D定位，精准找到芽叶所在位置。
识别、定位好茶树芽叶后，接下来就是怎么样快速、无损地把它采摘下来。这时就该机械臂登场了。
机械臂采茶分两步：一剪一吸。机械臂末端有一把小剪刀，会根据定位信息找准芽叶的叶柄，一剪刀下去，芽叶从枝头分离。同时，附在机械臂末端的负压吸管会把剪下来的芽叶吸进机械手的暂存盒中。
浙江理工大学副教授贾江鸣感叹说：“这好比在农田里绣花，让采茶机器人完成毫米级作业任务。”
相较于之前几代机器人，第五代智能采茶机器人增加了一只机械臂。“两只机械臂配合工作，大大提高了采摘效率。采一颗芽叶在1.5秒左右，一小时可以采摘2000多颗，一天可以采4斤左右。”浙江理工大学博士研究生李亚涛表示。
“第五代智能采茶机器人采用履带方式前后移动，适应缓坡地面，实现了茶园全地形覆盖。”贾江鸣介绍，“我们还在机器人上新加了6块太阳能板，可以做到自供电。”
统计数据显示，第五代智能采茶机器人识别准确率达到86%，采茶成功率在60%以上。浙江理工大学教授陈建能透露，目前这款机器人处于实验室阶段，接下来团队将继续开展研发工作，提高采摘效率、采摘质量。未来预计在多臂操作的情况下，一台机器能替代3~5名工人。（沈春蕾）
《中国科学报》 (2023-04-12 第3版领域)
来源：中国科学报
原文链接：http://news.sciencenet.cn//sbhtmlnews/2023/4/374026.shtm
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