上海
细长的机械臂穿过番茄植株,利用 3D 视觉扫描周围环境。当手臂停在一朵花前时,安装在指尖的传感器会评估花粉的粘度,然后算法会在几分之一秒内处理数据。
一旦建立了适当的条件,花粉粒就会被高频振动打散,并精确地沉积在邻近的花朵上,以惊人的精度完成人工授粉过程。然后,机器人会自动前往下一株植物,并避开障碍物,其意识水平与人类相当。
复旦大学科研人员研发的智能农业机器人系统,融合了三维视觉感知、自主导航、云端决策、AI深度学习等多项先进技术,是具身化人工智能的典范。
它的平稳运行是该校副教授尚惠良领导的研究团队历经四年研发、四代原型机的成果。
该多功能机器人负责番茄种植的整个过程,包括授粉、修剪叶子、疏果和收获。与以往单一功能的设备不同,这种“思考”机器可以模拟人类的感知、做出决策并执行任务。
该团队的研究之旅始于 2021 年,将农业机器人技术确定为重点发展领域。 “我们意识到农业高精度自动化带来了巨大的挑战和机遇,”张说。
然而,技术障碍令人望而生畏,尽管对人类来说很简单,但机器在执行某些任务(例如采摘覆盖的水果或在茂密的树叶中行走)时却遇到了很大困难。
面对这些复杂的挑战和有限的人员,尚团队采用了系统的方法进行研发。项目启动时,团队充分利用学校的学术优势,联合光学、算法专家攻克水果植物覆盖难题,材料科学家、机械工程师则研发出柔性电子臂。
团队逐步建成涵盖机械工程、电子技术、自动化、软件开发、人工智能等领域的综合性、多学科研究单位。
经过四年的努力,该团队成功将工业机械臂改造成第四代自主机器。该团队的研究员李瑞娇说:“目前的模型通过体现人工智能来协调眼睛、大脑、手和脚,即使在具有挑战性的自然条件下也能保持90%以上的授粉成功率。”
该原型机表现出了卓越的效率,目前正在崇明光明食品集团农场进行现场测试,一台机器人可以代替六名工人。这种性能与合理价格的结合引起了业界的极大兴趣。
该团队遵循需求驱动的创新模式,成员在上海、青海、广东和海南的20个农场进行了广泛的实地研究。
“我们颠覆了传统的研发流程,从农民的实际痛点出发。”李先生补充道,并指出开发物理技术需要在现实条件下不断解决问题。