智能機械人挑戰採摘荔枝

2023-06-21
 
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「一騎紅塵妃子笑,無人知是荔枝來。」唐代詩人杜牧用詩,記下唐朝皇帝為博楊貴妃歡心,派人快馬把荔枝由遠處送入皇宮的故事。

盛夏荔枝甘美多汁,廣州的增城掛綠更是嶺南四大佳果之首。不過廣州夏天的高溫潮濕天氣,容易令荔枝容受霜霉菌感染,果實會迅速大規模腐爛及掉落。單在增城,種植荔枝的農地面積已逾18亩,採摘時期短及人手短缺,往往令果農趕不及收割「見財化水」。

當地有大學協助果農研發採摘荔枝的機械人,提升採摘速度。

在內地,用機械人協助採摘果實並非新鮮事,更是各施各法。例如橄欖收集機械人,會用連續衝擊把橄欖搖落來。亦有機械人把蕃茄樹整株納入其中,再將果實單獨輸送出來。蘋果收集機械人就利用抽真空的方法,將蘋果一個一個吸出來。最近更有機械人利用車上雷達識別果實,配以無人機採摘。

研發團隊曾設計機械人協助農民採摘番石榴。不過不同生果都有獨特的生長形態。荔枝體積較番石榴細很多,廣東的荔枝樹亦長得較高,枝葉與果實間較緊密,相互交錯,增加機械人識別果實的難度。

初次嘗試,機械人的手指無法完全握著荔枝。研發團隊原本以為簡單加強機械人的手指握力便可解決問題,但機械人逐粒採摘的方法,卻往往握穿荔枝外殼,變相得物無所用。

研發團隊於是決定改變策略,度身訂造一部採摘荔枝的機械人。團隊把機械人原本的「手指」改為剪刀,下面加上鋸齒形的裝置,夾住剪下來的果實及樹枝。再加強機械人的識別器功能,讓機械人懂得識別整株長有荔枝的樹枝,以防有荔枝被樹葉遮蔽而錯過採摘。

最大的改善之處是團隊參考果農一手拉低樹枝,調較好角度,再用另一隻手剪斷樹枝的採摘方法。研發人員為機械臂加上三個關節,使它可模仿人類的靈活性,從不同角度採摘荔枝。研發團隊更為機械人加入升降台,以採集在樹身高處的荔枝。

團隊與果農反覆討論及實測後,已為採摘機械人解決不少基本問題,未來會再為機械人改善剪刀的功能及提升機械人採摘速度,期待機械人量產後可大規模使用,為荔枝果農解決問題。

 

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