这个机器人用假草莓练习采摘水果

很快,它将走出实验室,接受真实世界的测试。
fake raspberry for testing robot pickers
EPFL CREATE

夏天到了,正是覆盆子成熟的季节。这些柔软、酸甜可口的水果非常美味,但也非常娇嫩。大多数时候,它们必须由人工采摘。为了帮助缓解劳动力成本和工人短缺问题,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)计算机器人设计与制造实验室(EPFL CREATE)的一个团队开发了一款机器人,该机器人能够温柔地支撑、抓握并采摘这些浆果,而不会使其碰伤或压扁。他们的方法在本周的《Communications Engineering》杂志上有所详细介绍。 

与过去几十年大幅扩展的许多其他领域一样,农业也越来越依赖于从传感器到机器人以及更多复杂技术。越来越多的农民对使用机器人来完成更耗时的任务感兴趣,例如采摘草莓、甜椒、苹果、生菜和番茄。但许多这样的机器仍处于早期阶段,瓶颈在于公司通常必须进行的低效且昂贵的现场试验才能对机器人进行微调。 

EPFL 团队的解决方案是创建一个假浆果和假茎供机器人学习。为了让机器人熟悉采摘覆盆子,工程师们制作了一个硅胶覆盆子,带有一个人造茎,该茎“可以‘告诉’机器人施加了多少压力,无论是水果仍连接在花托上时,还是在水果被释放后,”据一份新闻稿称。这个假覆盆子包含测量压缩力和压力的传感器。两个磁铁将水果和茎固定在一起。 

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在一次用真实覆盆子进行的少量测试中,机器人能够采摘 60% 的水果而没有损坏它们。与人类采摘者平均 90% 的成功率相比,这个数字相当低,表明团队仍有需要解决的问题。例如,机器人的触及范围不大,而且当浆果聚集在一起时,它会感到困惑。 

制作一个更好的假覆盆子可以帮助机器人改进。此外,构建一个可以模拟“环境条件,如光照、温度和湿度”的扩展装置,可以“进一步缩小实验室到田野的现实差距”,团队在论文中写道。 

目前,工程师们的下一步是修改控制器并开发一个摄像头系统,该系统“将使机器人不仅能够‘感觉’到覆盆子,还能‘看到’它们的位置以及是否准备好采摘,”EPFL CREATE 的教授 Josie Hughes 在新闻稿中指出。 

他们计划在今年夏天将经过预训练的机器人在实际田地进行测试,以了解在瑞士当地覆盆子季节高峰期它的表现如何。如果技术按计划运行,团队希望能够扩展其假水果的种类,以覆盖浆果、番茄、杏子甚至葡萄。 

观看去年试运行时机器人和假覆盆子系统的运作情况: 

 

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Charlotte Hu

助理科技编辑

Charlotte 是《趣味科学》的助理科技编辑。她对了解我们与技术的关系如何变化以及我们如何在网上生活感兴趣。


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