設(shè)施番茄精細(xì)化作業(yè)智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人
近日，央視總臺首屆鄉(xiāng)村振興年度盛會上，一臺來自復(fù)旦大學(xué)的"大家伙"引發(fā)關(guān)注。這臺設(shè)施番茄精細(xì)化作業(yè)智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人，集授粉、打葉、疏花疏果、采摘于一體，由復(fù)旦大學(xué)機(jī)器人與自主無人系統(tǒng)實驗室商慧亮課題組自主研制、生產(chǎn)。
這款智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人最大的特點是"會思考"。一只細(xì)長的仿生手臂探入作物間上下擺動，3D視覺掃描周圍環(huán)境后鎖定目標(biāo)。機(jī)械臂停留在作物前，觸手末端的壓電絨毛輕觸花蕊，感知花粉黏度，內(nèi)部算法迅速處理數(shù)據(jù)。隨后，振蕩器高頻振動，花粉隨之霧化，精準(zhǔn)吸附在相鄰花朵的柱頭上，完成一次授粉。完成后，機(jī)器人開啟自主導(dǎo)航、躲避障礙物，移動到下一株作物前重復(fù)操作。
這臺機(jī)器人能模擬人類自主感知、決策與執(zhí)行，已實現(xiàn)番茄從開花到采收的全流程精細(xì)化作業(yè)，且可快速推廣至其他作物，成為助推農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的"復(fù)旦智造"。其技術(shù)核心是具身智能，通過感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行的閉環(huán)操作，系統(tǒng)集成3D視覺感知、自主導(dǎo)航、云端協(xié)同決策、AI深度學(xué)習(xí)等多學(xué)科前沿技術(shù)。
四年間，機(jī)器人實驗室完成從工業(yè)機(jī)械臂到自主智能機(jī)器人的四次迭代。如今，第四代機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)"眼、腦、手、腳"協(xié)同配合，通過具身智能大腦控制完成抗自然干擾、高強(qiáng)度精細(xì)化作業(yè)，授粉成功率高達(dá)90%以上。
第一到第四代機(jī)器人
在實際應(yīng)用效益方面，這款智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人表現(xiàn)亮眼。目前，機(jī)器人已集成授粉、打葉、疏花疏果、采摘四大功能，在光明崇明農(nóng)場展開實地驗證測試。單臺機(jī)器人能節(jié)省6個人工，而造價僅為國外同類產(chǎn)品的1/5到1/10，高性價比使其成為行業(yè)中的"香餑餑"。
除了番茄種植，課題組還將技術(shù)拓展至更多農(nóng)業(yè)場景。針對廣西桑蠶產(chǎn)業(yè)面臨的桑葉采摘問題，團(tuán)隊在廣西科技廳重點項目支持下，成功研發(fā)了桑葉采摘機(jī)器人，顯著提升了采摘效率，降低了人工成本。在甘肅、寧夏、青海等地，團(tuán)隊又開發(fā)了枸杞精準(zhǔn)智能化采摘機(jī)器人，獲得青海省重點專項支持。為減輕除草劑對農(nóng)作物和環(huán)境的傷害，團(tuán)隊還設(shè)計了全棧自研農(nóng)業(yè)除草機(jī)器人，用機(jī)械物理鋤草替代除草劑，讓食品更健康、環(huán)境更環(huán)保。
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