近日，名優(yōu)茶采摘進(jìn)入黃金季。記者在重慶市永川區(qū)茶山林園看到，一臺(tái)采茶機(jī)器人正穿梭于茶樹間。只見它迅速鎖定目標(biāo)芽頭，配合雙目攝像頭與人工智能算法，精準(zhǔn)獲取芽葉三維坐標(biāo)；隨后，柔性機(jī)械臂模擬人手采摘?jiǎng)幼?，以毫米?jí)精度完成芽葉掐取，并通過風(fēng)力吸附裝置實(shí)現(xiàn)無損回收。

研究人員正在操控山地名優(yōu)茶智能采摘機(jī)器人。

受訪單位供圖

  這是由重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授朱浩團(tuán)隊(duì)與重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所聯(lián)合研發(fā)的重慶首款山地名優(yōu)茶智能采摘機(jī)器人。它可以2秒采摘一片葉，全天候不間斷作業(yè)，為解決茶產(chǎn)業(yè)“用工難”、推動(dòng)鄉(xiāng)村振興注入科技新動(dòng)能。“目前機(jī)器人單芽采摘準(zhǔn)確率達(dá)90%，效率接近2—3年經(jīng)驗(yàn)茶工水平?！敝旌平榻B。

  運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行名優(yōu)茶智能采摘難度極大。芽葉需按“一芽一葉”或“一芽二葉”標(biāo)準(zhǔn)無損采收，且采摘期短、人工成本高。作為全國(guó)重要茶葉產(chǎn)區(qū)，重慶茶園總面積超100萬(wàn)畝，但山區(qū)地形復(fù)雜、人工季節(jié)性短缺問題長(zhǎng)期制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“傳統(tǒng)采茶機(jī)只能用于大宗茶，名優(yōu)茶采摘至今依賴人工，高峰期用工缺口達(dá)30%以上?！敝旌普f。

  為應(yīng)對(duì)重慶山地茶園的特殊挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在技術(shù)細(xì)節(jié)上反復(fù)打磨，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境“看得清”、遮擋環(huán)境“定得準(zhǔn)”、仿生手“采得好”、全鏈閉環(huán)“能回收”。基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別模型，機(jī)器人可區(qū)分云霧天氣、光照變化下的芽葉狀態(tài)，精準(zhǔn)判斷采摘標(biāo)準(zhǔn)；融合多傳感器數(shù)據(jù)，采摘點(diǎn)定位誤差控制在1毫米內(nèi)；機(jī)械臂末端采用柔性?shī)A爪與負(fù)壓吸附雙模設(shè)計(jì)，確保芽葉完整率超95%；創(chuàng)新風(fēng)力輸送系統(tǒng)，避免芽葉堆積損傷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃與連續(xù)作業(yè)。

  “通過標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，機(jī)器人采茶可提升產(chǎn)業(yè)附加值?！敝貞c市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所副所長(zhǎng)徐澤說，永川秀芽等名優(yōu)茶對(duì)品控要求嚴(yán)苛，機(jī)器人采摘可保障芽葉勻整度，為后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。

  這一成果的背后，是重慶郵電大學(xué)新工科與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的深度融合。作為重慶市“3+6+X”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群重點(diǎn)工程，團(tuán)隊(duì)將人工智能、自動(dòng)化技術(shù)與茶葉生產(chǎn)場(chǎng)景深度耦合。朱浩表示，未來團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升機(jī)器人的作業(yè)效率，推進(jìn)設(shè)備輕量化升級(jí)，加快茶產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。

  重慶郵電大學(xué)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，一直以來，重慶郵電大學(xué)始終致力于以科技創(chuàng)新服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，堅(jiān)持立德樹人，推進(jìn)教育科技人才一體化發(fā)展。未來，學(xué)校將持續(xù)推進(jìn)科教融匯、產(chǎn)教融合，以科技創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。