好茶也可機(jī)器采摘啦！科技賦能茶產(chǎn)業(yè)機(jī)械化水平提升

浙江理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械團(tuán)隊(duì)專家陳建能教授介紹，這是第三代名優(yōu)茶采摘機(jī)器人，是我省“尖兵”“領(lǐng)雁”項(xiàng)目之一、浙江理工大學(xué)主持的“名優(yōu)茶芽葉智能精準(zhǔn)采摘分級(jí)關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制”的研究成果。

省科技廳按照科技強(qiáng)農(nóng)、機(jī)械強(qiáng)農(nóng)“雙強(qiáng)行動(dòng)”的整體部署，加大創(chuàng)新資源主動(dòng)布局力度，推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域“項(xiàng)目、基地、人才、資金”一體化高效配置，聚焦農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，著力提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益。采茶機(jī)器人的研發(fā)歷程充分顯示了省科技廳強(qiáng)力支撐農(nóng)業(yè)“雙強(qiáng)行動(dòng)”的成效。據(jù)悉，第一代采茶機(jī)器人由國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家武傳宇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)于2019年研發(fā)成功。經(jīng)過(guò)第二代采茶機(jī)器人的提升，2022年，在省“尖兵”“領(lǐng)雁”項(xiàng)目支持下，陳建能帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加快了第三代采茶機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)，提高了茶葉嫩芽識(shí)別率、定位精度，并對(duì)自制的機(jī)械臂、末端機(jī)械手、茶園行走底盤(pán)、主控系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進(jìn)行了茶園實(shí)地整機(jī)綜合試驗(yàn)。

陳建能介紹，以前的采茶機(jī)器一般都用“剃頭”式的連葉帶梗一起割下。因此，昂貴的名優(yōu)茶尤其是明前茶，一直以來(lái)都是依賴有經(jīng)驗(yàn)的采茶工用手采摘。

第三代采茶機(jī)器人運(yùn)用了深度學(xué)習(xí)的人工智能卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，研究人員向系統(tǒng)輸入大量的茶樹(shù)照片，經(jīng)過(guò)處理和分析，機(jī)器人通過(guò)對(duì)大量茶樹(shù)芽葉圖像數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，具有茶樹(shù)嫩芽自動(dòng)識(shí)別的功能。同時(shí)，研究人員還給這款機(jī)器人安裝了厲害的“眼睛”，掃描茶葉使用3D相機(jī)實(shí)現(xiàn)三維定位，使得采摘機(jī)械手能精確對(duì)準(zhǔn)嫩芽，平均2.5秒就能摘下一顆芽葉。

采摘實(shí)驗(yàn)表明：第三代采茶機(jī)器人整機(jī)在行走過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí)別、定位、采摘、收集，驗(yàn)證了現(xiàn)有技術(shù)路線的合理性，試驗(yàn)中芽葉識(shí)別率達(dá)82%、平均采摘速度2.5s/顆、采摘成功率40%。

陳建能表示，隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展和勞動(dòng)力成本不斷提高，茶產(chǎn)業(yè)的用工矛盾較為突出，因此，“應(yīng)用機(jī)械化、信息化、智能化技術(shù)，研發(fā)出替代采摘?jiǎng)趧?dòng)用工機(jī)器人，對(duì)茶產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展和鄉(xiāng)村振興意義重大?！标惤芙榻B，后續(xù)科研團(tuán)隊(duì)將在采摘成功率、采摘速度、芽葉完整性、茶園立地環(huán)境適應(yīng)性方面持續(xù)提高改進(jìn)，爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)商品化。

第三代采茶機(jī)器人入駐茶園，也是浙江省創(chuàng)新主體聯(lián)合攻關(guān)“卡脖子”核心技術(shù)難題的縮影。中茶所嵊州基地里，浙江理工大學(xué)主持的這個(gè)項(xiàng)目，與中茶所主持的“茶園自走式中耕施肥機(jī)”、浙江大學(xué)主持的“特色經(jīng)濟(jì)植物品質(zhì)感知與調(diào)控裝備”兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了綜合示范，協(xié)同探索“智能采摘”“智能耕作”和“茶園管控”?！笆濉币詠?lái)，浙江省通過(guò)“尖兵”“領(lǐng)雁”計(jì)劃及育種專項(xiàng)在茶樹(shù)領(lǐng)域立項(xiàng)27個(gè)，涵蓋了茶樹(shù)育種、高效栽培、病蟲(chóng)害防治、機(jī)械研發(fā)、產(chǎn)品加工等茶產(chǎn)業(yè)全鏈條。通過(guò)一體化設(shè)計(jì)、學(xué)科交叉創(chuàng)新、數(shù)字和機(jī)械賦能，引領(lǐng)浙江省茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路。

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