“你看，這一代機(jī)器人厲害在哪？它抓草莓不是‘生拉硬拽’，是從下面包住，然后輕輕一拖一擰，果梗就自己斷了，采下來(lái)的草莓干干凈凈，直接能裝箱賣(mài)！”

3月20日上午，南京江北新區(qū)豐碩農(nóng)場(chǎng)的大棚里，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授汪小旵正在和學(xué)生操控一個(gè)正伏在草莓壟間忙碌的銀白色機(jī)器人摘草莓。機(jī)器人的機(jī)械臂末端，一個(gè)軟乎乎的“?？帧闭⌒囊硪淼匕∫活w紅艷艷的草莓，完成輕柔的“拖拽—旋轉(zhuǎn)”動(dòng)作后，果實(shí)穩(wěn)穩(wěn)落入果籃，而綠色的果梗則留在了植株上。

“第一代剪子手，留了個(gè)尾巴”

眼前這一幕，讓圍觀(guān)的農(nóng)場(chǎng)技術(shù)員們既新鮮又興奮。但在兩年前，這里的草莓采摘機(jī)器人可不是這個(gè)“畫(huà)風(fēng)”。

“第一代用的是夾剪一體式，就像拿個(gè)剪子去剪果梗?！蓖粜C教授回憶，“結(jié)果剪完了，草莓上還拖著一根長(zhǎng)長(zhǎng)的梗，到運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候麻煩大了，這個(gè)梗能把別的草莓果皮戳破、劃傷，損耗不小。最后還得靠人工再剪一次，這機(jī)器人就沒(méi)完全解放人力?！?/p>

這個(gè)“留尾巴”的痛點(diǎn)，成了團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的方向。能不能讓機(jī)器人像人一樣，把梗給“擰”下來(lái)？

?？襟w：從“生剪”到“包裹”

“你看這個(gè)夾爪，靈感其實(shí)來(lái)自?？！蓖粜C指著那個(gè)正在作業(yè)的軟夾爪說(shuō)。

這個(gè)被稱(chēng)作“包絡(luò)仿生式氣動(dòng)軟夾爪”的小東西，通體由柔性硅膠制成，結(jié)構(gòu)像四層錯(cuò)位排列的觸手?，F(xiàn)場(chǎng)演示中，當(dāng)機(jī)器人鎖定一顆被葉片半掩的草莓后，夾爪底部的氣動(dòng)腔啟動(dòng)，負(fù)壓狀態(tài)下，那些柔軟的觸手向內(nèi)收攏，像?？东@獵物一樣，把整顆草莓溫柔地包裹住，沒(méi)有任何硬接觸。

“軟的，即使力氣使大了，也不會(huì)捏壞果?！蓖械霓r(nóng)場(chǎng)總經(jīng)理高鳳元在一旁感慨，“人工采的時(shí)候，新手一天捏壞的草莓不少，這機(jī)器倒是手輕?！?/p>

“拖拽旋轉(zhuǎn)”：把人的動(dòng)作教給機(jī)器

包裹只是第一步。真正讓草莓“去梗”的，是接下來(lái)的動(dòng)作。

機(jī)械臂沒(méi)有停頓，帶著被包裹的草莓先是輕微向上拖拽，隨即在空中劃過(guò)一個(gè)微小的弧線(xiàn)——旋轉(zhuǎn)。

“這是模仿人采摘的動(dòng)作。”汪小旵解釋說(shuō)，“人摘草莓，不會(huì)硬扯，也是這么輕輕一轉(zhuǎn)，連接點(diǎn)就自然斷了。我們把這個(gè)動(dòng)作程序化，跟?？值淖ト∨浜掀饋?lái)，果梗就留在藤上了，果實(shí)一點(diǎn)不傷。”

說(shuō)話(huà)間，那臺(tái)機(jī)器人已經(jīng)完成了第三個(gè)周期的采摘。被它采下的草莓，萼片完整，果蒂處干凈利落，不見(jiàn)一絲殘留的梗。

“眼睛”更毒：遮擋再多也能找準(zhǔn)

草莓地里，最大的麻煩不是熟不熟，而是“看不見(jiàn)”：葉子擋著、別的草莓擋著、果梗纏在一起。

“以前機(jī)器識(shí)別率上不去，就是被遮擋害的?！爆F(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)調(diào)試的研究生指著屏幕上的視覺(jué)圖像說(shuō)。圖像里，每顆草莓都被標(biāo)上了不同的評(píng)分?jǐn)?shù)字，遮擋少的得分高，優(yōu)先采摘。

這套基于YOLO v12深度學(xué)習(xí)模型的視覺(jué)策略，是二代機(jī)器人的又一“殺手锏”。它不僅能識(shí)別誰(shuí)熟了、誰(shuí)沒(méi)熟，還能評(píng)估簇生草莓之間的空間關(guān)系，哪個(gè)被擋得少，就從哪個(gè)先下手。每摘完一顆，系統(tǒng)會(huì)重新計(jì)算剩下的目標(biāo)，像打游戲一樣，動(dòng)態(tài)調(diào)整下一顆的“攻擊位姿”。

數(shù)據(jù)顯示，這套策略讓抓取成功率從66%直接拉到了84%。

“84%，離100%還有距離，但已經(jīng)很了不起了?！备啉P元站在田埂上，看著來(lái)回作業(yè)的機(jī)器人感慨，“人工識(shí)別也有走眼的時(shí)候，而且人累。機(jī)器不一樣，它從早上干到晚上，標(biāo)準(zhǔn)不變，脾氣不變?！?/p>

他指了指大棚另一頭，“我們這現(xiàn)在不光有采摘機(jī)器人，還有巡檢的、搞植保的。你想想，20畝地一個(gè)技術(shù)員盯著還行，要是200畝呢？人跑斷腿。機(jī)器跑一趟，把所有草莓的長(zhǎng)勢(shì)、病蟲(chóng)害情況全掃一遍，這省下來(lái)的是真金白銀?！?/p>

對(duì)于未來(lái)，汪小旵教授坦言還有不少硬骨頭要啃?！艾F(xiàn)在采一個(gè)周期要20秒左右，比人工慢；極端遮擋情況下，它還會(huì)‘犯迷糊’。怎么讓它學(xué)得更快？靠大數(shù)據(jù)。就像教小孩認(rèn)東西，你得給它看足夠多的例子：遮擋20%的、50%的、交錯(cuò)的，它才能學(xué)會(huì)。”

至于普通農(nóng)戶(hù)上手難不難？汪小旵展望，“未來(lái)不是讓農(nóng)戶(hù)自己去訓(xùn)練機(jī)器，而是把數(shù)據(jù)放在云端，像豐收農(nóng)場(chǎng)這種標(biāo)準(zhǔn)化種植基地采集的數(shù)據(jù)，上傳、計(jì)算、下發(fā)指令。農(nóng)戶(hù)只要告訴機(jī)器‘去采那一壟’，它就知道怎么干?！辈粌H如此，其多維度協(xié)同的技術(shù)思路也為番茄、櫻桃等其他軟質(zhì)果蔬的智能化采收打開(kāi)了新思路。

【交匯點(diǎn)新聞】草莓地里來(lái)了“海葵手”，南農(nóng)大采摘機(jī)器人顯神通

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