目前，我國茶園面積已達339.27萬(wàn)hm2 、茶農6000多萬(wàn)、產(chǎn)茶縣超過(guò)1000個(gè)，其中100多個(gè)縣以茶產(chǎn)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)。但是目前茶產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式和技術(shù)水平與農業(yè)現代化的推進(jìn)要求仍存在較大差距，突出問(wèn)題就是名優(yōu)茶采摘嚴重依賴(lài)人工，而采摘是整個(gè)茶葉生產(chǎn)勞動(dòng)中作業(yè)次數最多、勞動(dòng)力消耗最大、勞動(dòng)強度最高的作業(yè)任務(wù)。
由于大部分年輕人不再愿意從事重復性采摘工作，勞動(dòng)力價(jià)格不斷上漲，導致名優(yōu)茶采摘作業(yè)勞動(dòng)力日益緊缺，嚴重制約了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此通過(guò)“機器換人”推行智能化采摘已成為名優(yōu)茶可持續發(fā)展的必然選擇，為此從2019年開(kāi)始，浙江理工大學(xué)農業(yè)機器人與裝備創(chuàng )新團隊在國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、浙江省“領(lǐng)雁”計劃項目、浙江省農業(yè)“雙強”重點(diǎn)突破試點(diǎn)項目和國家自然科學(xué)基金項目的支持下，研發(fā)世界首款采茶機器人，它們能利用自己的“眼-腦-手-臂-腳”自主識別茶樹(shù)芽葉并進(jìn)行采摘，目前已經(jīng)研發(fā)到第六代。
本期就讓我們和浙江理工大學(xué)農業(yè)機器人與裝備創(chuàng )新團隊的賈江鳴副教授一起深入了解采茶機器人的采茶“功力”到底如何?
采茶機器人的采摘步驟有哪些?
采茶機器人的采茶步驟可以總結為檢測、定位和采摘。
第一步為識別，學(xué)術(shù)上稱(chēng)為檢測，即利用人工智能深度學(xué)習技術(shù)確定采摘目標。
第二步為定位，需要高精度的3D傳感器確定采摘目標在空間中的坐標(x,y,z)。此步驟要求較高，如果采摘的位置稍微往上，可能采到的都是碎葉，稍微往下，就會(huì )采到老梗。
第三步是采摘，即利用電腦指揮機械臂高速采摘芽葉。
賈江鳴副教授告訴記者，目前機器人沒(méi)有辦法做到和人一樣精準定位、精準采摘，因為在自然環(huán)境當中，一陣風(fēng)吹過(guò)，就會(huì )有幾毫米的變動(dòng)，而目前的采茶機器人沒(méi)有辦法精準地預測自然環(huán)境中由風(fēng)導致的茶葉互相碰撞所帶來(lái)的誤差，因此在采摘過(guò)程當中，采茶機器人不可避免會(huì )有定位不準的地方。
采茶機器人的定位、識別準確率和采摘成功率如何?
目前，采茶機器人的識別和定位的準確率大概能達到九成。
采摘成功率是一個(gè)綜合的結果，具體是機械臂定位到茶芽的成功率和能夠采到一個(gè)非常完整的茶芽的成功率，目前在六成到七成之間。
從目前實(shí)驗結果來(lái)看，全新升級的第六代智能采茶機器人的工作效率比第五代提高了50%，預計一臺機器能代替1.5個(gè)人工，一天采摘鮮葉可制干茶750 g。
采茶機器人和傳統采茶機有什么不同?
傳統切割式的采茶機是非選擇性的采摘，一般用在紅茶、黑茶，以及品質(zhì)稍低的綠茶中，對采摘的芽葉品質(zhì)沒(méi)有過(guò)高的要求。
采茶機器人是選擇性的采摘，機器人要有“眼睛”能夠進(jìn)行判斷，要有“大腦”能夠做決定并指揮“手”采摘符合要求的茶樹(shù)嫩葉，保留其他老葉，與切割式的采茶機有非常大的本質(zhì)差別。
茶葉智能采摘設備主要面臨的難點(diǎn)是什么?
第一個(gè)方面是識別。茶樹(shù)芽葉不像水果蔬菜，形狀規則、顏色差別大容易識別，茶樹(shù)新長(cháng)的芽葉和老葉的區別很小，嫩梢與背景顏色相近，生長(cháng)密集，難以進(jìn)行識別。
第二方面是定位。名優(yōu)茶因芽葉較小，形狀不規則，生長(cháng)高度不一致等因素，難以進(jìn)行定位。
第三方面是采茶機器人的采摘速度要求高。一般需要4萬(wàn)個(gè)嫩芽才能制作出500 g龍井茶，因此農民要求采茶機器人有更快的采摘速度。
第六代采茶機器人做了哪些改進(jìn)和提升?
其實(shí)，去年研發(fā)的第五代智能采茶機器人的采摘質(zhì)量已經(jīng)符合中端龍井茶的標準。今年主要圍繞提高其采摘效率、降低成本兩個(gè)方面進(jìn)行升級。具體是將采茶機器人的機械臂從2個(gè)增加到4個(gè)，提高采摘效率;把原本固定識別相機減少到1臺移動(dòng)識別相機，通過(guò)可移動(dòng)相機發(fā)現更多芽葉并降低成本。
目前這款機器人還處于實(shí)驗室階段，浙江理工大學(xué)農業(yè)機器人與裝備創(chuàng )新團隊表示，后期將不斷創(chuàng )新和研發(fā)，同時(shí)也希望廣大種茶人、制茶人、喝茶人、科研人能建言獻策，進(jìn)一步提高采茶機器人的采摘效率和采摘質(zhì)量，且降低機器人的成本，使其盡快用于農業(yè)生產(chǎn)中。
來(lái)源 ：中國茶葉
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