农业劳动力短缺正推动行业加速自动化,尤其是在采摘环节,但并非所有作物都适合机器作业——比如番茄,它们成串生长,机器人需精准挑选成熟果实,同时避开未熟果,这对操作精度和智能决策能力要求极高。
为解决这一难题,大阪都市大学研究生院工程系助理教授藤永拓也(Takuya Fujinaga)开发了一套系统,可让机器人在尝试采摘前,先评估每个番茄的“采摘难度”。
一、技术突破:从“能否采摘”到“能否成功采摘”
这套系统结合图像识别与统计分析,通过识别番茄本身、果柄形状位置、周围叶片遮挡等视觉细节,计算最佳采摘角度。与传统仅判断“机器人能否碰到番茄”的系统不同,藤永提出了“采摘难度评估”概念:“我们不再只问‘机器人能不能摘到番茄’,而是思考‘成功采摘的概率有多大’,这对实际农业生产更有意义。”
测试显示,该系统的采摘成功率达81%,超出预期。其中约四分之一的成功案例,是机器人正面尝试失败后,调整角度从侧面完成采摘,证明其具备动态调整策略的能力。藤永表示:“这项研究将‘采摘难度’量化为可评估指标,让能做智能决策的农业机器人离现实更近了一步。”
二、未来图景:人机协作的新型农业模式
藤永设想,未来机器人可自主判断作物成熟度与采摘难度,实现“人机分工协作”:“机器人自动采摘易操作的番茄,人类则处理那些位置隐蔽、果柄复杂的高难度果实,这将开启农业生产的新形态。”
该研究成果已发表于《智慧农业技术》(Smart Agricultural Technology)期刊。