在第三十一屆中國(guó)楊凌農(nóng)高會(huì)農(nóng)業(yè)智能裝備專(zhuān)題展上，一種基于液體精量控制的獼猴桃濕式授粉機(jī)器人，成為眾人矚目的焦點(diǎn)。該機(jī)器人由西北農(nóng)林科技大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)西農(nóng)）機(jī)械與電子工程學(xué)院崔永杰教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，旨在解決獼猴桃精量授粉難題。
摘要：新式獼猴桃濕式授粉機(jī)亮相農(nóng)博會(huì)，此機(jī)器可以提供授粉效率，同時(shí)減低獼猴桃花粉的使用量。該團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了機(jī)器人對(duì)花朵的識(shí)別算法，進(jìn)一步提高了花朵的識(shí)別率。
Abstract: The new wet pollination machine for kiwifruit was unveiled at the Agricultural Expo. This machine can provide pollination efficiency while reducing the use of kiwifruit pollen. The team improved the robot's recognition algorithm for flowers, further enhancing the recognition rate of flowers.
▲獼猴桃電動(dòng)授粉器
獼猴桃濕式授粉機(jī)器人在進(jìn)行田間試驗(yàn)
“我國(guó)獼猴桃種植面積廣，商業(yè)價(jià)值高，影響獼猴桃種植收入的不僅僅是收獲包裝環(huán)節(jié)，授粉效果也和果實(shí)質(zhì)量息息相關(guān)?！贝抻澜芙淌趫F(tuán)隊(duì)碩士研究生王旭介紹：“獼猴桃花粉價(jià)格昂貴，達(dá)到了40元/克左右，昂貴的花粉不應(yīng)該被大量浪費(fèi)在田間，而是應(yīng)該實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)授粉?！?/p>
▲Kiwi pollination by honey bee
碩士研究生王旭在介紹獼猴桃濕式授粉機(jī)器人的工作情況
王旭說(shuō)，目前市面上主流的授粉方式是干式授粉，即使用噴粉槍對(duì)著花朵的花蕊部分直接噴灑。該授粉方式難以精確控制花粉的量，導(dǎo)致大量花粉被浪費(fèi)在田間?；谶@些痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了對(duì)濕式授粉技術(shù)的探索。
▲Picking kiwifruit flowers
該機(jī)器人的核心技術(shù)是對(duì)花粉液體積的精量控制，團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用光柵傳感器控制花粉氣液缸的位移，來(lái)實(shí)現(xiàn)液體體積的精量控制。這種授粉方式既實(shí)現(xiàn)了對(duì)靶授粉，又節(jié)約花粉降本增效。同時(shí)，針對(duì)果園復(fù)雜環(huán)境，該團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了機(jī)器人對(duì)花朵的識(shí)別算法，進(jìn)一步提高了花朵的識(shí)別率，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“噴得穩(wěn)，看得準(zhǔn)”。
▲氣動(dòng)獼猴桃授粉器
在研究如何實(shí)現(xiàn)精密授粉過(guò)程中，該團(tuán)隊(duì)面臨了不少挑戰(zhàn)。機(jī)器人單花授粉量、授粉距離、霧滴粒徑以及最終的花粉沉積量，都需要進(jìn)行不斷地實(shí)驗(yàn)與調(diào)整。在大田授粉實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)自然環(huán)境下風(fēng)力會(huì)影響到小粒徑霧滴的漂移，他們通過(guò)研發(fā)農(nóng)業(yè)小型植保風(fēng)洞，進(jìn)一步提高霧滴的抗風(fēng)性能。在反復(fù)的修訂、實(shí)踐中，機(jī)器人參數(shù)不斷優(yōu)化，真正實(shí)現(xiàn)在實(shí)際環(huán)境中的精確授粉。
▲Picking kiwifruit flowers
此次參展亮相，主要的目的有三：一是面向全國(guó)獼猴桃種植大省的廣大農(nóng)戶(hù)，宣傳獼猴桃智能裝備技術(shù)的新成果；二是吸引一些投資者或者生產(chǎn)廠(chǎng)進(jìn)行合作，大幅減少機(jī)器人的制造成本；三是與專(zhuān)家同行交流經(jīng)驗(yàn)，不斷提高解決技術(shù)的能力。
▲Red kiwifruit
崔永杰教授團(tuán)隊(duì)研制的獼猴桃濕式授粉機(jī)器人亮相第三十一屆楊凌農(nóng)高會(huì)
在國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)中，農(nóng)業(yè)裝備正在進(jìn)行機(jī)械化向智能化發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前，這款濕式授粉機(jī)器人缺少自動(dòng)導(dǎo)航底盤(pán)，團(tuán)隊(duì)下一步會(huì)在此方向進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人授粉路徑規(guī)劃，讓機(jī)器人自己在大田環(huán)境中“跑起來(lái)”，實(shí)現(xiàn)全程智能化作業(yè)。
在采訪(fǎng)中，崔永杰教授團(tuán)隊(duì)的師生們表達(dá)了一個(gè)共同的心愿，那就是：“能夠讓農(nóng)民用得起機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；瘧?yīng)用，為獼猴桃種植戶(hù)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益?！?/p>
▲kiwipollen
評(píng)論