未来，水果种植者可能只需一个机器人就够了，它可以全年采摘、修剪和除草他们的树木。农业食品机器人公司的 Next Fruit 4.0 项目正在开发抓手和修枝剪，可以根据图像分析自动选择合适的水果进行采摘和修枝。
苹果、梨、浆果和其他水果的种植者经常面临人手不足的问题。这个问题在收获季节感受最深，但在果园的其他工作中，劳动力也很匮乏。农业食品机器人公司的研究员Jochen Hemming说：“这个行业需要自动化解决方案。但收获机器人仍在开发中，当它们可以使用时，它们将是昂贵的。”
在Next Fruit 4.0项目中，Hemming和他的同事正在与水果和机器人公司合作，开发一种多功能机器人。收获期只有几周，但同样的机器人在采摘水果时拖拖拉拉，也可用于果园的其他任务。“我们认为，一个果园机器人应该能够做更多的事情，而不仅仅是收获水果，”Hemming 说。“例如，它还可以除草、修剪和疏花。这将使种植者的投资更加物有所值。”
拥有多只手的机器人
多功能果园机器人是一个自主车辆，它携带一个储存箱，并有一个机械臂，种植者可以在上面安装几个不同的“手”（夹钳或其他工具）。它还有一个检测系统，利用人工智能拍摄和分析图像。在收获过程中，机器人在果园中行驶，找到成熟的水果，将它们从树上摘下来，并将它们放入箱中。这听起来很简单，但实际情况并非如此。“问题是自然界的变异性，”Hemming 说。“没有一个苹果或梨是相同的，而一棵树是一个复杂的三维结构。机器人必须能够处理这个问题。”
来自Next Fruit 4.0项目的多功能机器人
收获梨子
用于苹果的机械手的开发在全世界范围内已经很先进了，但用于梨的机械手仍处于起步阶段，这就是为什么研究人员决定首先关注这个市场。Hemming 解释说：“采摘梨子需要一种与采摘苹果不同的技术。重要的是，果柄必须留在梨子上，因为否则，水果会加速腐烂。因此，正确的采摘技术不仅要仔细确定水果的位置，还要确定其方向。”他还将研究夹持器中的力传感器是否能帮助完成这项精密工作。
在过去的一年里，研究人员一直在果园里收集图像，并开发软件来确定梨子在树上的位置。该夹持器将在今年秋天的收获季节首次在户外进行测试。
知道哪里该剪的修枝剪
Hemming 不仅与梨园合作；他还与红醋栗的种植者合作。他们需要能够在冬季自动修剪浆果灌木的机器人。为此，研究人员将首先开发用于浆果灌木的自动修剪剪子，随后才开发用于苹果和梨树的剪子，因为苹果和梨树的树枝结构更加复杂。
“修剪的最大挑战是，机器人必须能够识别1年和2年的树枝。我们正在研究摄像系统是否能够识别1年和2年树龄的树枝在颜色和芽上的微小差异，以及我们是否能够设计一套规则来确定机器人应该修剪哪些树枝。”第一次试验将很快开始。
更具多功能性
下一个水果4.0于2020年开始，将于2024年结束。海明希望梨子抓手和用于浆果、苹果和梨子的修枝剪届时能有效地工作。在此期间，研究人员和合作公司正在探索为机器人提供更多工具的可能性。“你也可以用这些机器人对个别树木进行精确的疾病喷洒。你能结合的功能越多，就越好。只有当你能用它来做更多的事情，而不仅仅是收获或修剪时，机器人才会变得经济可行，”Hemming 总结道。
欲了解更多信息：
瓦赫宁根大学和研究所
www.wur.nl