在流水线上分拣胡萝卜的智能机器人

2024-07-29 作者:

Ｉ　卜．　在流水线　ｌ＝＝分拣胡　习　本刊记者ｌ柴帆　－Ｉｃ口　京　－Ｔ－　智　Ａ目　匕匕　从历史上看，世界各圈推进农业现代化的道路大有不同，但唯一的共同点就是现代农业必然高度依　靠科学技术。未来。机器人的大面积｝｝Ｊ现将会逐渐取代传统劳动力，成为农业发展的得力助手。　在位于山东省莱西市店埠镇的青岛有田农业发　气候温和，四季分明，由于位于大沽河畔，水资源　丰富是其得天独厚的优势，且当地土壤是黑黏土，　展有限公司生产车间里，一台机器人正在对生产线　上的胡萝ｌ、进行３６０。镜面扫描。机器可以用１Ｏ毫　土壤肥沃，非常适合种植胡萝Ｉ、，莱西店埠镇有“中　国胡萝卜之乡”的美誉。　店埠胡萝｛、以红皮、红肉、红芯的“三红”闻名，　秒的时间扫描处理完胡萝Ｉ、图像，实现分拣精准快　速，一秒钟可以处理１００张图像，分拣６根胡萝卜。　具有色泽好、光滑度高、甜度高等优点，深受市场　店埠与它的胡萝卜　莱西，名源“莱阳之西”，这窿在夏、商就巳　存在的城市，不仅具有悠悠历史和宜人气候，更具　有充满现代气息的创新和探索精神。　莱西的四季变化和季风进退明显，空气湿润，　５０中国农村科技ＣＨＩＮＡ　ＲＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　欢迎。每年到了收获季节，来自上海、浙江等全国　各地的客户纷沓而来。店埠萝ｌ、是“山东省省级特　色农产品”，店埠胡萝Ｉ、巳于２０１０年获得国家地理　标志认证。２０１３年起连续三届获评“全国名特优新　农产品”　店埠胡萝卜享誉海内外，据统计，店埠镇年出　口胡萝卜１　０多万吨，主要发往东南亚、韩国、　日本、中东等地，出口量占山东地区的九成以上。　店埠种植胡萝Ｉ、的历史可以追溯到１９９５年。当　同学得到美国田间实习，第一次接触到国外先进的　农业技术和较高的农业机械信息化水平，切身经历　时，只有几户村民种植胡萝卜，收获后会将胡萝Ｉ、　拿到附近的农贸市场出售。一名外地客商尝了尝，　发现味道非常好，当场全部收下这些胡萝卜，并表　美国农庄从播种到收获的自动化与机械化之后，他　的心情非常沉重。　“在莱西，两口之家每年最多能种十几亩地，　而在美国，一个人运用现代机械化，轻轻松松就可　以管理万亩良田。”　示有多少要多少。这名客商将这几户农户家的胡萝　卜全部收购后，转销外地，大受欢迎。随后，这名　客商在当地包下一片土地，雇佣当地村民种植胡萝　『、。随后有不少客商慕名来收购，种植胡萝『、的农　户也越来越多，逐渐成了规模。如今，该村家家户　户种植胡萝ｉ、，少的有三四亩地，多则高达三四十　亩地。　耿琪超梦想着把家乡的父老乡亲从土地上解放　出来。留学期间，他利用课余时间接触先进的农业　技术和机械化作业，立志将机械化农业作业带回养　育自己的家乡。　据了解，店埠镇有３０多个村庄种植胡萝『、，种　植农户达到７０００多户，种植面积达５万亩。收获期　间，每天５００万斤的胡萝】、销往全国各地，胡萝Ｉ、　产业的年产值在５亿元以上。店埠胡萝Ｉ、享誉海内　外，据统计，店埠镇年出口胡萝Ｊ、１０多万吨，主要　发往东南亚、韩国、日本、中东等地，出口量占山　东地区的九成以上。　２０１３年，耿琪超回国创业，任青岛有田农业发　展有限公司（以下简称“有田农业”）总经理，从　事起了胡萝卜的种植、加工和出口生意。有田农业　是一家主要从事农产品加工出口贸易的企业，在充　分了解到农产品初加工领域的现状和不足后，２０１３　年起，有田农业开始在智能农业设备领域进行研发。　耿琪超发现，想要实现自己的愿望并不简单。　西方的大农业生产，农业集中化非常成熟，机械操　智能机器人分拣胡萝卜　时年２８岁的耿琪超便出生在这里，在这个土生　土长的莱西小伙身上，齐鲁大地人特有的气质被体　作也随之变得简单。但在中国这片人口众多的土地　上，这似乎成了不可能的事情。虽然大家也已经在　寻找让农业变得轻松的方式，但真正实现农业生产　全自动化还是任重而道远。　现的淋漓尽致，纯朴中含有睿智，大度中透出豪迈，　说他们粗犷豪放，却也至诚耐劳。　在美国明尼苏达大学读经济学期间，耿琪超和　“我发现乡亲们在胡萝Ｉ、的种植和管理上问题　不大，但是在分选胡萝ｉ－Ｎ，人工分拣效率低、标　２０１８年０５月总第２７６期５１　Ｆ　Ｉ　ＣＵＥ，热点　胡萝Ｉ＇－智能分拣机器人主要应用机器视觉和模　式识别，通过高精准的气动装置和柔性机械设　计，对胡萝卜实现分级分拣。　准无法统一、质量难以保障，不能满足外贸行业对　胡萝卜的分选要求，且很多工人在一个车间里集中　技发展计划项目１Ｏ余项，申请专利１５项，授权软　件著作权１２项，２项科研成果达到国内领先水平，　１项科研成果达到国际先进水平。　耿琪超认为，这些产品技术的应用，每年不仅　可以给公司节省上百万人工成本，胡萝１、年出口量　作业有安全风险，加之市场上又没有相应的产品，　我就琢磨着发明个机器，解决胡萝卜的分选难题”。　针对人工分选胡萝１、效率低、质量差，无法满　足外贸行业对胡萝Ｉ、的分选要求等问题，耿琪超与　青岛农业大学进行产学研合作，联合在智能农机装　备和现代农业物联网领域进行开发研究。　也将提高３０％，给农民带来更大收益，并为数十名　大学毕业生提供了一线研发实践岗位，带动周边农　民，大学生及失业者就业。　２０１３年，有田农业成功申请为青岛市农业智能　软件专家工作站，吸引了数位教授与博士入驻进行　科研攻关。该项目紧跟国际计算机视觉检测农产品　的发展趋势，借鉴了发达国家产品的优点，根据胡　萝ｌ、的外观特征，开发了一套集计算机、人工智能、　小技术促进果蔬分拣大发展　随着人民生活水平的不断提高，外贸与加工业　的发展，胡萝Ｉ、作为健康蔬菜，在我国栽培面积逐　年扩大。农业部近年统计资料表明，我国胡萝ｌ、栽　培面积巳近２６万ｈｍ２，　主要分布在华北、华中、　西南、西北与东北的部分省份，其中河北、山东、　辽宁、江苏、四川、河南、安徽等省的播种面积都　在０．６万ｈｍ２以上。　模式识别、微电子技术等高新技术为一体的胡萝【、　品质检测系统及设备。　谈起研发过程中的艰苦，耿琪超说：　“仅仅研　究精准控制胡萝１、运动轨迹这一项技术，我们就实　验了十几种方法，整个分拣机的研发过程可以说失　败了成百上千次。”　在大面积种植胡萝Ｉ、的今天，智能胡萝ｌ、分拣　机器人的出现，无疑为广大种植户提供了有利工具。　研究胡萝ｂ分拣机是一个从无到有的过程，耿　琪超带领着团队度过了艰难的创业期。　目前，耿琪超已经收到多家农产品加工厂，农产品　出口企业关于胡萝Ｉ、智能分拣机器人的订单。　胡萝Ｉ－，智能分拣机器入主要应用机器视觉和模　式识别，通过高精准的气动装置和柔性机械设计，　对胡萝卜实现分级分拣，并且自动按照国际标准对　果蔬的大小、果形、颜色、缺陷进行品质分级，颜　“当时为了攻克精准打果而且不伤果的问题，　研发团队在车间一呆就是几个月，进行了大量试验，　为了精确把握打果位置，我们用墨水来标记，一天　下来，大家都被喷成了墨人。”　三年间，耿琪超共带领着他的团队先后主持国　值高的进行装箱出口销售，颜值低的进行再加工。　家中小企业创新基金ｉ项，青岛市、莱西市各类科　５２中国农村科技ＣＨＩＮＡ　ＲＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ　此外，胡萝『、智能分拣机器人节约了大量的劳动力　劳动成本。耿珙超表示：　“劳动力一火‘人能拣　２吨左右，机　一小时理论上可以达到３－６吨，并　＿ｉ＿可以连续　、Ｉｌ，不会疲劳，火概能取代２０—３０人丁　”　。拣，依然有９０％以上通过人Ｔ方式完成，｝及久地　制了工业生产的效率。　耿琪超认为，这项研究成果不　可推广血川　胡萝『、的　加工分级叶］，还可以推ｆ　剁芦　、莲藕、　黄瓜等果蔬的ＪＪ口工分级包装中，不ｆＬ『有利丁提高伙　产品的产、【【，ｆ匕程度及其存外贸出口【＿ｆｌ】的圈际竞争　，　而目．有利］　提高特色　牌产品的矢［Ｊ名度。对丁果蔬　果　是我闻继粮食产业之后的第二火农业支柱　产业，其　，果蔬分选与啼拣是食品加丁：中的必　甓环１Ｉ。耿琪趟认、勺：“我斟果蔬分选领域起步太晚，　也　有成规模，相应的机器学习，精准控制技术和　闸々｝、部有葺圳。”　传统分拣　霞依靠人　，但人工分拣主要依靠　分选的发　来说，胡妙Ｊ、智能分拣机器人的出现＿＋＇　不是举足轻重，却也功薄蝉翼。　一卜一步，找们的土霞计划是究成产品闭环，　从、『　经验，效　低目　质量没法保证。随着中围人口　结构的变化，人口红利逐渐消失，上游食品和农产　加Ｔ『彳业普遍　临招工网难的窘境，分拣果蔬是　实现无人化装箱、包装，大乃发展高效现ｆｔ农业卡¨　农业机器人。”耿琪趟说。　我国是一个农业趟级大国，自ｒ　以来　农业就　是我们的支柱产业。随着科技的进步，我国大　分　农业生产已经实现了半自动化。农、Ｊｊ，的末来在于　能化，农业生产机器换人久势所趋　也符合乡村振　兴和新旧动能转化。火力　施乡村振兴战略，必硕　把着力点孜在农业农村的现代化上，而发展现代伏　忡简单且繁琐的工作，越来越多的年轻人，部不　愿意从事这项有苫　累的：Ｉ：作。　管市　上已经出　珊ｒ备种各样的果蔬采摘分选机　但分选指标仍然　停留在大小、重量等粗略特征，日　分选精度、功能　集成度普遍较低。在分拣领域，工业机器人只能完　成固定模式物体的抓取，对Ｊ：混杂物体的识别和分　业、建设现代农付的根本　路在科技。回　２０１８年０５月总第２７６期５３