一盞龍井茶香，囊括了西湖春日。春分剛過，經過一個漫長冬季的休養，翠色蔥蘢的杭州，開始飄起茶香。

　　3月21日，在浙江杭州西湖區西湖龍井原産地一級保護區的茶園裏，除了忙碌的採茶工人外，還有三位特殊的“採茶小工”—— 智慧採茶機器人。

　　只見，採茶機器人擺動機械臂，將採摘上來的茶葉送入存儲盒中。走近更加仔細觀察後，潮新聞記者發現，機械臂採茶要分兩步，一剪一吸。機械臂的末端有一把小剪刀，會根據定位資訊找準芽葉的葉柄，一刀下去，芽葉從枝頭分離，同時附在機械臂末端的負壓吸管會把剪下來的芽葉吸進吸進機械手的暫存盒中。

　　這個“採茶小工 ”的研發團隊，是浙江理工大學農業機器人與裝備創新團隊。國家茶葉産業技術體系崗位科學家、農業機器人研發團隊負責人武傳宇教授帶領團隊，經過5年左右不斷迭代，研發出了自主識別茶樹芽葉的採茶機器人。今年亮相的是由他們研發的第六代智慧採摘機器人。

　　不斷更新迭代

　　難度好比在農田裏繡花

　　“今天在現場的有三台，中間那臺是‘第六代採茶機器人’，機械臂增加到了4隻。”武傳宇教授告訴記者，從 2019 年開始，浙江理工大學農業機器人與裝備創新團隊針對人工智慧深度學習、深度相機定位、機器人機械臂等在技術上進行不斷的研發與測試，突破了一個個難點。

　　與去年的第五代採茶機器人相比，今年的升級版在多只手的運動規劃方面做了相應的提高，保證每只運動手能各司其職、相互協同完成採摘任務。在末端設計方面，也做了很大改進，真正模擬人工採摘動作，實現精準、無損採摘。

　　“模擬人工採摘動作”看著容易，但想要在茂密的茶樹枝中識別嫩芽，採茶工人憑藉的是豐富的經驗，而這台機器卻是借助了人工智慧，通過對大量圖像數據的學習，以及大數據演算法等技術，實現嫩芽自動識別，並通過控制機械臂做到精準採摘茶葉。

　　智慧採茶機器人要攻克的難點之一就是“識別難”。該團隊黨支部書記陳建能教授介紹説：“茶樹芽葉不像水果蔬菜，形狀規則、顏色差別大容易識別，茶樹新長的芽葉和老葉的區別很小，形狀又不規則，這是非常難的。”

　　機器人怎樣識別芽葉和老葉的呢？採茶機器人裏有一套叫做深度卷積神經網路的識別模型，通過對大量茶樹芽葉圖像數據的學習，可以自動識別茶樹芽葉。通俗來講就是利用人工智慧的深度學習功能，讓採茶機器人學會識別茶樹芽葉。

　　“前期，我們會向採茶機器人系統輸入大量的茶樹芽葉照片，通過處理和分析，採茶機器人就會記住芽葉的形狀和紋理等，自己歸納出照片中芽葉的特徵，輸入的照片越多，機器人的知識庫就越豐富，學起來也越紮實，對芽葉識別的準確率也就越高。”團隊成員、識別組桂江生副教授解釋。

　　除了擁有聰明又好學的腦袋，採茶機器人還有一雙厲害的眼睛。團隊成員賈江鳴副教授介紹，經過不斷的探索和實驗，智慧採摘機器人使用雙目攝像頭掃描茶葉，和人的兩隻眼睛一樣， 實現 3D 定位，從而精準找到芽葉所在位置。

　　識別、定位好茶葉芽葉後，接下來就是怎麼樣能快速、無損的把它採摘下來。這時，就需要用到機器人的另一個法寶——機械臂。

　　“相比于工業機器人處於一個人造的穩定環境，農業機器人面對的是一個非結構化、千變萬化的環境。這對機械臂提出了很高的要求。”團隊成員、定位組賀磊盈副教授説，“風速、光照、坡度等因素都會影響機械臂的採摘。”

　　一般來説，早春茶的一芽一葉在 2 釐米左右，葉柄只有幾毫米，芽葉一般長在老葉和老梗之間，所以對機械臂的操作精準度要求非常高，剪得歪了，就會破壞茶樹枝梢，造成損傷，或剪下來的芽葉不完整。

　　“我們就好比在農田裏繡花，讓採茶機器人完成毫米級的作業任務。”團隊成員們感嘆研發不易。

　　與人工採摘比需改進

　　努力把可行變成可用、好用

　　全新升級的第六代智慧採茶機器人比去年第五代版本提供了50%工作效率，一台機器能代替1.5個人工，也就是説一台機器能夠替代一個半工人，一天可採摘幹茶1.5斤。

　　機器人採摘的芽葉，與人工採摘的相比，品質如何呢？

　　“我們看，這是60年經驗採茶阿姨和機器分別採的芽葉，手工採摘芽葉非常均齊，差不多大小。機器採的已經非常不錯了，芽頭精準判別出來了，但除了一芽一葉，有時候還會把老葉片採進去，以後還有改進空間。”中國農業科學院茶葉研究所專家評價。

　　“農業智慧採茶是可行的，而要把可行變成可用、好用，未來我們還有很長的路要走。”陳建能表示，目前這款機器人還處於實驗室階段，接下來浙江理工大學農業機器人與裝備創新團隊將繼續實驗、研發，努力提高採摘效率、採摘品質。

　　“前年研發的第四代採茶機器人通過軌道可以在丘陵山地使用，去年第五代智慧採茶機器人採用履帶的方式前後移動，適應緩坡地面，實現了茶園全地形的覆蓋。今年第六代機器人就更穩了。”陳建能教授補充解釋説，機器人上面還裝有六塊太陽能板，可以做到自供電。

　　據了解，採茶機器人是浙江省農業“雙強”重點突破試點項目和“領雁”研發攻關計劃項目的研究成果。

　　浙江省各地擁有大面積茶園，發展茶産業關係著當地農民的增收問題，也能有效助力浙江高品質發展建設共同富裕示範區。隨著人工成本的提高，未來誰種田的矛盾越來越突出。

　　“農業的根本出路在於機械化，實際上，茶葉也一樣，勞動力越來越短缺，今後還是要依靠機械，從而解決目前茶農遇到的用工缺、用工貴問題。幫助農民持續增收，做大做強茶産業，是我們科技工作者應該努力的一個方向。”陳建能説。

來源：潮新聞    | 撰稿：陳素萍 姚群 通訊員 張若嫻    | 責編：俞舒珺    審核：張淵

新聞投稿：184042016@qq.com    新聞熱線：135 8189 2583