密歇根州肯特县——密歇根州立大学的研究人员和工程师正在寻求技术来帮助解决密歇根州苹果采摘不断上升的生产成本问题。
苹果对密歇根州的种植者来说意义重大，该州在 2022 年和 2023 年是美国第二大苹果生产国。根据美国农业部的数据，密歇根州 2022 年的苹果产量创下历史新高，产量达 13.6 亿磅。
在苹果产业机械化革命的边缘，MLive 于 9 月初在斯巴达附近的 Schwalliers Country Basket 会见了研究人员和种植者，进行了苹果采摘机器人的原型演示。
机器人拾取器由两个带有真空吸尘器的管状机械臂组成，并配有软末端执行器。
使用计算机视觉系统——手臂延伸至选定的苹果，真空吸力将苹果吸住。通过快速扭转和折断，手臂就会缩回，将水果放入带衬垫的箱子中。然后，每个苹果都会通过机器小心地输送到收割箱中。
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收割机可能听起来很简单，但对于帮助领导自动收割机开发的密歇根州立大学工程教授李兆建来说，这是一个多年的项目。
与小麦和玉米不同，李说，树果、草莓和芦笋等特种作物的收割自动化还不够发达，为农民提供的商业产品很少。
对机器人苹果采摘的研究实际上可以追溯到几十年前，从涉及摇动树木和采摘水果的概念开始，他说，由于该技术可能对苹果造成损害，这是一个危险的提议。
美国农业部的 Li 和 Renfu Lu 开发的协作创新旨在彻底改变果园收割方式。
他们的目标是让收割机在高于平均水平的果园中工作，这些果园的结构和修剪方式对机器人更友好，并且它们可能无法在较旧的果园中发挥作用。这些机器的目的并不是要把树剥光，而是旨在收获大约 70% 到 80% 的水果。
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李说，一个关键的挑战是感知系统，即机器人的眼睛，它可以识别水果及其在空间中的位置。在果园环境中，既有树叶和树枝的阻碍，也有明亮的室外条件带来的挑战。
然而，机器的双吸臂也有好处，允许收割机在 3D 空间中定位目标水果时存在一些不准确的情况。李说，该团队取得了良好的进展，但机器人仍然在处理彼此靠近的水果簇以及树叶和树枝的严重堵塞时遇到困难。
李说，密歇根州立大学和美国农业部团队的部分目标是创建一个可以实施现场分拣的平台，根据大小、颜色和损坏情况对水果进行分类。目前，农民向从事这项工作的第三方支付包装和储存费，因此在果园完成这项任务可能是另一个节省成本的方法。