新晋网红！浙理工的采茶机器人火出圈啦！
眼下，正是春茶采摘旺季
在嵊州市三界镇的
中国农业科学院茶叶研究所基地
一个引人注目的“采茶小工”
正在摆动机械臂
将采摘上来的茶叶
源源不断地吸入存储设备
这个“采茶小工”的研发团队
正是浙江理工大学农业机器人团队
由他们研发的
第三代名优茶采摘机器人
能自主识别茶树芽叶
控制机械臂进行精准采摘
芽叶识别准确率能达到82%左右
平均采摘速度2.5秒/颗
采摘成功率达到40%
这些都是如何做到的呢？
1
能识别茶叶嫩芽的机器人
团队负责人武传宇教授介绍，采茶机器人里有一套叫做深度卷积神经网络的识别模型，通过对大量茶树芽叶图像数据的学习，可以自动识别茶树芽叶。
机器人在识别嫩芽
用通俗的话来讲，它就和人一样，会学习，会思考。研究人员会向系统输入大量的茶树芽叶照片，通过处理和分析，采茶机器人就会记住芽叶的形状和纹理等，自己归纳出照片中芽叶的特征，输入的照片越多，机器人的知识库就越丰富，学起来也越扎实，对芽叶识别的准确率也就越高。
除了聪明好学的脑袋，采茶机器人还有一双厉害的眼睛，它扫描茶叶使用的是双目摄像头，就和人的两只眼睛一样，实现3D定位，从而精准找到芽叶所在位置。
“采茶是农业机器人采摘技术中最难的领域，要突破芽头识别、定位、采摘速度等难点。苹果、番茄这些农作物容易识别，采摘慢一点也无所谓，而茶树嫩芽、老叶的区别不是很大，形状又不规则，识别、定位的难度大大提升。尽管如此，我们研发的第三代名优茶采摘机器人的芽叶识别准确率也可以达到82%。”团队青年教师贾江鸣说。
2
“眼睛”会了，“手”也要跟上
“眼睛”会了，“手”也要跟上。确定了芽叶位置，下一步就是采茶了，这时就需要用到机器人的另一个法宝——机械臂。
茶农采茶时，要“准、快、轻”，要使芽叶完整，手指不能用力；指甲不能碰到嫩芽，以免影响茶叶的品相。冷冰冰的机械臂能胜任吗？
团队党支部书记陈建能教授介绍，机械臂采茶要分两步，一剪一吸。机械臂的末端有一把小剪刀，会根据定位信息找准芽叶的叶柄，一刀下去，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茶篓。
一般的早春茶一芽一叶在2厘米左右，叶柄只有3~5毫米，芽叶一般长在老叶和老梗之间，所以对机械臂的操作精准度要求非常高，剪得歪了，就会破坏茶树枝梢，造成损伤，或剪下来的芽叶不完整。
特别是“明前茶”，经济价值高，以龙井茶为例，4万个芽头才炒出一斤干茶，对机器人的采摘速度要求很高。
团队2019年开始在人工智能深度学习、深度相机定位、机器人采摘末端执行等技术上进行研发，突破了一个个难点。采摘速度从第一代的单个机械臂摘一片芽叶十几秒提升至2.5秒，未来预计在多臂操作的情况下，一台机器能替代3~5个工人。
3
未来，机器人还要不断学习
陈建能说，目前第三代采摘机器人的采摘成功率，对于投入实际生产使用来说还是不够精准。它的进步空间还很大，随着数据样本的不断增加，芽叶识别的准确率会越来越高。就像人脑控制自己手脚一样，现在要做的就是让机器人“手眼协调”，让机械臂实现“指哪儿采哪儿”。
目前这一技术正在基地内341亩茶园中试推广，该基地有望成为国内首批智慧茶园。未来等技术完全成熟，将会在嵊州大面积推广。
据了解，在浙江省山区26县，拥有大面积的茶产业，发展茶产业关系着当地农民的增收问题，也能有效助力浙江高质量发展建设共同富裕示范区。
“未来，如果我们的采茶机器人能够产业化代替人工采摘，从而解决目前茶农遇到的用工缺、用工贵问题，将能够为帮助农民持续增收，做大做强茶产业提供有力支持。”贾江鸣说。
采茶机器人也受到了各大媒体的点赞！
科技助力共同富裕
为这群有创意、有想法、有行动的
理工人点赞！
内容来源 | 综合钱江晚报、浙江新闻客户端、钱江频道、澎湃新闻、机械与自动控制学院整理
编辑排版 | 党委宣传部
投稿邮箱：zjlgdxwx@zstu.edu.cn
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