国外如何机械化摘水果

㈠ 八种国际顶尖农业机器人一探未来农业

随着 科技 的不断发展，机器人、人工智能、AI、大数据、元宇宙这些高 科技 技术和概念的出现，为人们带来对未来的憧憬和向往。在高速发展的 科技 时代，未来的农业会如何？

本期，壹度创意我与你一起了解全球顶尖农业机器人及其在农业各个阶段的应用，去一同探究未来农业所带来的变革。

众所周知，春播夏长秋收冬藏，这是自然作物的生长规律。农作物除了遵循自然规律之外，还与其所处的地域及气候等因素相关。但无论哪些因素的影响，农作物都会遵循其内在生长规律。正如农民耕种所遵循的流程化作业一样，如犁地、播种、浇水施肥、锄草、灭虫、灌溉、收获几个步骤是必不可少。

通常，农民在种地之前一般选取一块肥沃的土地，进行犁地，将土块拍碎，越碎越好，然后播下种子并用土覆盖，之后施肥为保证土壤湿润要进行浇灌，后期要进行打除草剂等，如果气候干燥还要及时灌溉，最后进行收割。在农业发展的历程中，我们最初依赖于农民的勤耕日作，但随着农业机械化及农业机器人的出现，农业的生产方式发生了很大的变化。

01 · 犁地机器人

一款芬特公司研发播种机器人采用了swarm定向播种技术，这些机器人以一种完全自主、高效且高精度的协作方式，来进行犁地和播种的工作，极大地改善了农耕时节农民从人工推犁耙到牛车拉犁耙，再到驱农用车犁地的劳动方式。

02 · 育苗机器人

育苗大部分时间只是把盆栽作物移来移去，这是一项非常单调枯燥的工作，浪费人力、效率不高。来自波士顿的育苗机器人解决了这个问题。这个育苗小管家主要由滚动轮胎、抓手和托盘组成。工作人员只要实现在触摸屏上设定地点参数，机器人就能感应盆栽，并自动把它们移动到目的地点。不过，它们的工作的确是最单调的。

03 · 种植机器人

播种的时节到了，在乡村地头我们依旧可以看到，农民拿着铁锹一铁锹挖个坑把种植播下去的场景，也可能会看到一个农民开着类似拖拉机一样的农业机械完成种植作业。这不免让我们感慨，农民那么辛苦的工作，但得到的回报却极其微薄。农业机械化的发展减轻了农民的劳动负担，提高了农业产量，促使农业发展向前迈进了一大步。

而国外一款名为Prospero的自动微型种植机器人在减轻劳动力及提高农业产量方面有着更为突出的贡献。它采取团队协作的方式，结合博弈论理论来逐株做出种植决策。机器人的顶部装有旋转双超声波感应器以来感知障碍物来避开潜在的风险，机器人下方传感器可以获取更精准的数据，来决定植物种植的最佳间距和深度。如果在它所停留之处未发现种植，Prospero可以挖个洞，放一粒种子，并用土壤将其覆盖。

此外，一位法国发明家发明了专用于葡萄种植园的机器人，并把它命名为“瓦也”（Wall-Ye）。它几乎能代替种植园工人的所有工作：修剪藤蔓、剪除嫩芽、监测土壤和藤蔓的 健康 状况。除此之外，瓦也比目前已有的种植园机器人多出一种功能，那就是安全系统。瓦也只能在有程序设定好的种植园工作，危险情况下还能启动自我毁灭程序。只在设定好的范围内工作，危险情况下宁愿启动自我毁灭程序也不“反叛”，颇有科幻片主角瓦力的感觉，瓦也可算是最忠诚的机器人了。

04 · 灌溉机器人

为了使农作物更好地生长，浇水、施肥、除草是培育农作物的过程中必不可少的过程。国外一款名为Grower被称为“草坪或农田中的灌溉英雄”。Grower可以自行慢游，利用传感器检测农田的干燥度来智能地灌溉。有些地比较湿润，不需要浇那么多水，有些土地比较干燥，需要浇大量的水，这样既为农作物提供了一个均衡的环境，还有效地节约了水资源。

05 · 蜜蜂机器人

植物开花授粉，才能酝酿果实。一到夏天，我们就能看到忙碌的蜜蜂身影。但如果你种植的植物是大棚，且在蜜蜂冬眠时开花，授粉就成为一个难题。

哈佛工程师发明了一种形似蜜蜂的小型飞行机器人，它可以自动传授花粉、进行灾后搜查和救助工作，是一款功能多样的农用机器人。英国科学家的野心更大，他们希望能发明出一款模拟真实蜜蜂大脑的机器蜂，它能基本完成蜜蜂的所有工作。这种功能强大的小“飞行员”，是不是很有科幻片的感觉？

06 · 农作物监测机器人

德国科学家研发出一款名叫BoniRob的农业机器人，它装了高精度的卫星导航，能将自己的位置精确在2厘米以内。它的外形很像一款四轮越野车，利用光谱成像仪来区分出绿色作物和褐色土壤，并记下每一株作物的位置，在生长季中一次次返回原地观察它们的生长。有着越野车的外形，却做着人工智能的活，难道不是很炫酷吗？

这“只”机器人就像一个仓鼠球，没有轮子也没有腿脚，移动起来就像一只仓鼠在球里跑。它利用GPS和WI-FI技术监测农作物数据，包括土壤组成、温湿度和植被 健康 状况，并报告给农民。“滚跑”过程中，它还能帮助抚平土壤，而且不会对农作物造成伤害。假如这只小球不小心掉入陷阱或被人抓了，农民可以远程操控它运作。跑起来就像是仓鼠在笼子嬉戏，再加上它圆滚滚的外表，最萌的农业机器人不是它还能是谁？

在澳大利亚杏仁农场上工作的机器人，可以巡逻果园并收集数据

“瓢虫”智能农业机器人，虽然不能消灭害虫，但它可以移动侦察农场，测绘，分类以及监测多种作物之间的问题。

07 · 采摘机器人

收获季节，大量农作物成熟，通常，在乡村田间会看到家家户户都开始在田间收获果实。有些果实如果不及时收割，就会落果腐败。这也是一个劳动力密集型作业。

Frontier IP推出了一款树莓采摘机器人，树莓比任何其他水果都娇嫩柔软，生长在树叶和浆果分布复杂的灌木丛中。

当然，还有很多机器人公司根据不同作物果实特征，研发了各种水果采摘、农作物收割机器人，极大地减轻农民劳作负担及劳作时间成本。

08 · 牧羊机器人

大草原上，你会时常看到牧羊人赶着牛羊群的身影。羊群非常依赖牧羊人的饲养和保护，或由牧羊人的带领下寻找新的草场觅食。澳大利亚科学家发明了一种功能类似牧羊犬的机器人来取代牧羊人，能在农场上代替人或牧羊犬赶羊。它使用2D和3D感应器，内置了全球定位系统，能够根据羊群的移动速度来赶着它们走。

本期，关于顶尖的农业机器人就分享到这里。在这个 科技 与信息的时代，壹度创意认为：

我们要立足当下农民切实问题，如劳动力缺失、生产效率低等问题，也要抬头看未来，尤其当下哪些技术可以切实地帮助农民解决问题，提升农业的生产率。农业机器人的出现从根本上解决了当下农业发展过程中受人力及生产效率制约的问题。

虽然很多技术还只是研发阶段，但我们坚信，未来农业将会更加智能、便捷，为千百年来被缚于土地之上农民减轻负担，促进农业增产、提效、提质，在乡村振兴与发展领域，真正发挥其贡献。

延伸阅读

㈡ 目前市场上的水果采摘器有什么优劣势

水果采摘器，可来以使人站在地上自便能快速地将水果采摘下来。该采摘器主要由剪刀、水果下滑布筒、操纵钢索、操纵扳手以及竹杆等构成。使用时，人用手举起竹杆，使竹杆上端的滑筒口套在水果上，然后捏动操纵扳手，滑筒口剪刀的两片合拢，将水果把剪断，水果沿滑筒下落，滑筒上每隔两尺左右有一个松紧带圈，该圈的直经小于水果直经，可以起缓冲作用，使水果沿布筒以较低的速度落入筐中。

㈢ 提出缓解加州水果采摘时期劳动力缺乏的有效措施

缓解家中水果采摘时期劳动力缺乏的有效措施就是机械化。

㈣ 从智能化采摘到智能装箱，全自动水果采摘机器人有多牛

这种全自动水果采摘机器人真的是太厉害了，速度是非常快的，而且效率也是很高的，能够极大的减少劳动力。

㈤ 葡萄手工采摘与机械采摘有区别吗

手工采摘的葡萄与机械采摘的有什么区别

葡萄的成熟过程是糖份上升，酸度下降，酚类物质的成熟。当这些因素达到酿酒要求的时候，便可以采摘了根椐各个酒庄的具体情况，人们会选用人工采摘与机械采摘。对于酿酒而言，手工采摘的葡萄与机械采摘的有什么区别?今天来跟大家讲一下葡萄手工采摘与机械采摘的区别。
葡萄的成熟过程是糖份上升，酸度下降，酚类物质的成熟。当这些因素达到酿酒要求的时候，便可以采摘了根椐各个酒庄的具体情况，人们会选用人工采摘与机械采摘。对于酿酒而言，手工采摘的葡萄与机械采摘的有什么区别?今天来跟大家讲一下葡萄手工采摘与机械采摘的区别。
首先是葡萄品种。有些适合机械采摘，象赤霞珠这个品种，皮比较厚，机械采摘抖落葡萄的时候不会对葡萄造成伤害。而象勃艮地的黑皮诺，皮比较薄，机械采摘容易伤害到葡萄，所以很多时候会选择手工采摘。
地形也是影响到采摘方式选择的因素。开阔地带容易机械操作，而河边陡峭的山坡则不利于机械操作。所以，象法国北隆河，葡萄种植在陡峭的山坡上，甚至达到70-80度的坡度，这个时候只能使用手工采摘。而众所周知，法国人工成本昂贵的很，这也是造成北隆河葡萄酒昂贵的因素之一。
大酒庄可能选择机械采收的可能性高一些。而小酒农，面积较小，劳动强度不大，他们只会采取人工采摘的方式。酿造的理念也会影响选择采摘的方式，比如说有机酿造或者生物动力法，他们都会选择人工方式。
贵腐酒的酿造必须使用人工采摘，因为机械无法挑选被感染过的葡萄。我们的问题是，手工采摘与机械采摘对葡萄酒的品质有影响吗?其实，除了贵腐酒需要挑选被感染过的葡萄外，葡萄的采摘方式对葡萄酒的实际品质并没有重大影响。因为葡萄在压榨之前有一个筛选的程序，酿酒师会将一些不好的葡萄或者杂质物质去除，并用二氧化硫进行消毒以保证葡萄的质量适合酿酒。
但是，人工采摘的方式最是心理上能够接受的。通常来说，人们习惯人工的精心酿制而对机械生产的东西往往会心存疑问，这个大可不必。除贵腐酒外，人工采摘与机械采摘最终影响到的是葡萄酒的价格。从酿酒的理论而言，人工采摘与机械采摘没有根本的区别。

㈥ 如何利用TRIZ理论创新设计采摘执行器

针对采摘执行器在采摘过程中无法控制采摘压力导致水果受损的问题，设计一种基于TRIZ的矛盾冲突理论和物场模型的采摘执行器。
研究目的与方法：
为提高果类在适宜采收期内的采摘效率，各种类型的水果辅助采摘机械应运而生，而这些采摘机械中的核心部件是末端执行器。末端执行器是水果采摘机械中完成水果抓取功能的组件，具体包括定位、抓取、采摘和复位等动作的执行，但市面上常用的简易型采摘器所配置的末端执行器多是靠人力控制以实现功能，其自动化程度低，采摘耗时耗力。针对现有采摘执行器在采摘过程因无法控制水果采摘压力导致水果易损伤的问题，应用TRIZ矛盾冲突理论和物场模型分析方法进行采摘执行器的创新设计。
通过TRIZ系统组件分析和功能模型进行问题分析，找出采摘执行器的有效功能和不足功能；运用TRIZ的技术冲突理论、物理冲突理论以及物场模型分析得出各种解决方案，经综合比较，最终运用分割原理方案实现执行器的压力可控且安装简易，运用空间分离原理实现执行器爪头自动扭转。新型的力度可控执行器在压力传感器和电机的相互配合下实现水果的无损自动抓取和采摘。
研究结果与结论：
1、综合应用TRIZ矛盾冲突理论和物场分析模型方法，设计了基于TRIZ理论的新型采摘执行器。新型采摘执行器主要由爪头、爪座、传感器和电机等组成，且采摘压力可控。从而实现水果的无损自动抓取和采摘，同时适用于不同果品采摘作业。
2、对采摘执行器进行了运动仿真和试验验证，进一步证明了采摘执行器的稳定性和可靠性。试验结果表明采摘执行器的抓取压力为2.5 N时采摘效果最佳且水果无挤压损伤，在30 min的采摘试验中，平均每个水果的采摘时间约为6 s，采摘成功率为93%。试验表明，采摘执行器的采摘效率和成功率符合采摘创新设计要求，为后续采摘器的研究提供了理论参考依据。

㈦ 采摘水果机器人的介绍

在日本，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，为了解专决这一问题，属日本开发除了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。这种机器人有他自身的特点：它们一般是在室外工作，作业环境较差，但是在精度上却没有工业机器人那样要求高；这种机器人的使用者不是专门的技术人员，而是普通的农民，所以技术不能太复杂，而且价格也不能太高。这里就以一种西瓜收获机器人为例来介绍。