雙臂機器人的作用可自動化收割黃瓜

2020-11-28 電子發燒友

雙臂機器人的作用可自動化收割黃瓜

發表於 2018-02-26 13:10:17

自動化密集的產業如汽車製造等並非唯一仰賴機器人的產業，已有越來越多的農產現場利用機器人取代人力。在德國，黃瓜偏向由人力採收，有監於黃瓜種植逐漸移往東歐與印度，這種勞力密集與能量消耗型的採收作業越來越不符合經濟效益。

作為歐盟CATCH項目的一部分，德國研究機構Fraunhofer IPK與西班牙的研究團隊，正進行一種能自動化收割黃瓜的雙臂機器人系統的開發與測試，合作夥伴有德國Leibniz農技研究所及西班牙自動化與機器人中心(CAR)。

研究人員開發並測試由造價便宜的輕量模塊組成的雙臂機器人系統，最終目標是讓系統可自動種植黃瓜或用於其它農業應用。機器採收機必須具有成本效益、高性能與可靠性，即使在惡劣的天氣下，也必須能判斷黃瓜熟程度，再用機械臂採收。

研究團隊為機器人提供觸覺感知，使得雙臂機器人系統可以模仿人的動作模式，並使其適應環境條件，此外必須確保機器人不會傷害作物或將作物連根拔出土壤，機器採收機必須至少與經驗豐富的人類員工相同，這些員工每分鐘可採收多達13個黃瓜。

開發能夠自主進行視覺與觸覺感測、評估與監定的自動化系統是相當大的挑戰，黃瓜採收的挑戰更加複雜：機器人必須能在整個綠色環境中辨識綠色物體，且黃瓜隨機分布在田間，有些被植被掩蓋，不同的光線條件使得任務變得更加困難。

研究團隊利用特殊的多光譜照相機系統與智能圖象處理系統來定位黃瓜位置，並引導機械臂抓取，成功率約有95%。

IPK科學家Dragoljub Surdilovic指出，機器人可透過對稱或不對稱、一致或不一致的運動，自動改變方向接近目標物並摘取，研究人員的目標是創造一個能進行判斷下令的智能控制系統，能針對某一機械臂分配任務，監控黃瓜採收並處理異常情況。

研究人員特別希望仔細研究各種幹擾或故障對系統效率和穩健性的影響程度，一些公司、黃瓜種植者與農業協會等已對雙臂機器人表示濃厚的興趣。 2017年11月德國農業協會(DLG e.V.)已在農業技術貿易博覽會Agritechnica展出該機器人系統，得到眾多農業專家與公司的熱烈迴響。

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