草莓生產過程中的問題比較多,一是長期連續在一塊地上種植草莓會產生連作障礙,也就是在土壤中會產生一些病原菌、蟲害,嚴重影響下一季的草莓生產;二是隨著農村勞動力減少,草莓采收的人工成本越來越高。為解決這些問題,在江蘇省農業科技自主創新項目的支持下,南京農業大學工學院汪小旵教授團隊研制了用于草莓地起壟消毒的“精旋火焰土壤消毒機”和草莓采摘的“選擇性收獲機器人”。3月2日,二款機具在江寧豐碩農場進行了現場演示,來自農業農村部南京農業機械化研究所、江蘇省農科院等單位的專家進行了現場觀摩和評價。
據介紹,這是由汪小旵教授團隊最新研制的一款可以自動完成草莓采摘任務的機器人,使用視覺和機器學習技術來識別和定位成熟的草莓,然后使用機械臂和夾爪等工具將其采摘下來,最后將采摘的草莓放置在收集箱中。
和人工采摘相比,草莓采摘機器人不僅可以全天候作業,縮短采摘周期,并減少人工采摘時對草莓造成的損傷,從而提高草莓的品質和產量。
另據了解,除了用于草莓采摘的“選擇性收獲機器人”,汪小旵教授團隊還研制了用于土地起垅消毒的“火焰土壤消毒機”等智能化設備,是國內首個專為草莓生產種植全程機械化、智能化開發的系列農機裝備。
精旋火焰土壤消毒機可以在草莓收獲后的大棚地里進行作業,一次性完成土壤的旋耕、消毒、起壟等過程,其中消毒是通過點燃的噴火槍對旋耕起來的土壤進行瞬間高溫加熱,殺蟲滅菌。該機器采用了精旋火焰技術和雙層波形板技術,可以將土壤溫度瞬間升高至100度以上,殺滅草莓地內的病蟲害和草莓殘根。據邱威副教授介紹,這款機具采用物理辦法消毒,既環保又經濟,殺蟲殺菌率分別達95%、82%以上。
記者還獲悉,汪小旵教授團隊和南京江寧區湖熟街道合作研制了國內首款選擇性收獲金絲皇菊采摘機器人,目前已進入二代機改良關鍵點,預計明年完成研發。
金絲皇菊藥茶兩用,在我國江西、安徽等地有廣泛種植,花形可達8—10厘米,是一般菊花花朵的2倍。由于花期不一致,金絲皇菊不像普通菊花一樣可成片采摘,必須單朵采摘,因此,市面上已有的杭白菊、滁菊等一次性菊花收獲機無法適用于金絲皇菊。受此影響,目前種植戶只能人工采摘金絲皇菊,效率相對低下。
依托位于湖熟現代農業產業園區的中國菊花種質資源保存中心、世界最大菊花基因庫——南農大湖熟菊花基地資源,南農大工學院和園藝學院去年起聯合攻關金絲皇菊機械化采摘難題,由工學院院長汪小旵教授團隊具體實施,當年10月,該機器人一代樣機在湖熟完成實地采摘試驗。
“我們的設計目標,是讓機器人在花叢中精準查找出成熟可采摘的那一朵,并把準確位置傳遞給機械手,由機械手執行無損采摘。”汪小旵介紹,他們為機器人安裝的深度攝像機和驅動裝置宛如“智腦”,會辨別花朵直徑是否大于8厘米等指標,符合標準才會采摘。機械手具備柔性功能,只需四爪一“閉”,輕輕包裹住花朵,然后刀片割斷花莖,即可將完整的金絲皇菊收入囊中。
關于二代樣機改良,汪小旵團隊計劃將其改良為可拆卸式結構,以適應不同大小地塊和不同作業環境,同時成本控制在3萬元以內。“未來,這款機器人采摘速度將實現10秒每朵,還可夜間作業,效率是人工的10倍。”汪小旵預測,該機器人最快將于明年完成三次迭代、推廣上市。
(華科資源媒體中心綜合整理報道)