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2023-05-09

劳动节快乐 | 建设智慧农业,向最美劳动者致敬

随着五一劳动节的临近,春夏交替之际的农田里愈加繁忙,为了保证粮食的丰收,农民工人辛勤劳作,用自己的努力和汗水诠释着“劳动节”这一节日的深意。

 

农业作为基础行业,其自动化水平也在不断提高。劳动者若想实现“降本增效”,农业机器人则是其最好的工作伙伴。现代的农业市场与过去相比,对农业机器人的需求正在逐渐增加,并且呈现出差异化倾向。目前尚未找到有效的解决方案来满足农业劳动者的差异化需求。

 

然而,作为创新的先行者,库卡为了改变这一现状,正在研发一款能够实现苹果采收自动化的机器人。现如今,库卡CropBot已经顺利完成首次试验与应用,这为农业的现代化发展带来新的机遇。

 

健康、多汁、受欢迎。根据联合国粮食及农业组织(FAO)报道,苹果同香蕉,柑橘类水果及西瓜等一样,皆被列为全球最受欢迎的水果。但是目前的问题在于,世界上将近490万公顷苹果园(面积超过瑞士)正面临着采收工人和季节工人短缺的严峻挑战。此外,由于新冠的大规模爆发促使这一局面雪上加霜。

KUKA

库卡的业务开发经理Julian Stockschläder自2020年以来一直致力于库卡CropBot的试点项目,他认为:“自动化的潜力很大,单是世界上的苹果收割就能用上160万台机器人。除此之外,还包括梨,桃子或者油桃等水果。”

 

以“吸”代“抓”:一种温和的苹果采收方式

机器人在农业市场的发展蕴含着无限潜力,而库卡公司恰好具备相应地创新技术,及工艺专业知识。对于苹果而言,自动化采收也有相应的特殊需求。
Julian Stockschläder解释道:“苹果应在不会被损伤的情况下,采用自动化的形式从果树上摘下来,并按照成熟度、状态及大小分装入不同的板条箱中。”因此,更理想的方式就是开发出一款自带真空吸盘的视觉系统。与夹爪不同的是,这一视觉系统能够通过摄像机探测到关键参数,使机器人能够更加均匀地将压力分布在苹果表面。

KUKA

试点项目:库卡 CropBot已成功掌握一定的采收操作能力,即借助视觉系统“温柔”吸取树上的苹果。

 

与强大的合作伙伴共同迎接特殊挑战

在库卡与系统集成商RIWO与库卡和瓦赫宁根大学的同心协力下,现已成功开发出一套适用于本次试验工程的人工智能技术与视觉技术——即通过两台相机作为树上的每个苹果创建点云,并将相关数据传输到库卡的KR AGILUS系统,最后再根据采集到的数据信息对苹果进行吸取与采收。
此外,这种小型机器人在狭小的空间内也能实现灵活的运转,还具备很高的采收速度与精度,以上这些再加上独特的防水设计,都是决定其性能的重要因素。Julian Stockschläder认为: “库卡 CropBot是专为室外采收而设计的。在自重、IP保护等级、轴数、到达、轻量化结构、安全性、成本和控制等方面,目前还没有机器人制造商能够拥有这些运动学领域的相关能力。”所以,它具备无限的发展潜力,但同样,也需要智慧的解决方案。

 

市场需求:自带可移动底座的防风雨机器人

这一问题的核心在于:库卡公司的CropBot应该怎样在果园内进行移动?Munckhof公司在果树栽培领域已有超过137年的创新经验,现已成为机械采收行业的佼佼者。

KUKA

人工采摘: 以往Munckhof Pluk-O-Truck的正常作业需要六名采摘工人在其旁边和上面来保持运转,而在人力资源不足的情况下则需要更加智能的自动化解决方案来实现。
该荷兰公司开发出一种能够在果园自行移动的拖拉机——Munckhof Pluk-O-Truck,其速度能够根据挂在树上的苹果数量进行调整。“通常情况下,一部货车可以搭载6名采摘工人,两边各3个,”  Julian Stockschläder解释说:“我们的KR AGILUS机器人能够取代它。”

 

首个收获季圆满收官

在库卡与其合作伙伴们的共同努力下,该系统于2021年在荷兰进行采收实验时,成功通过了实践检测。实际上,Munckhof公司已将采摘流程做到了最大限度的自动化——先将苹果放入传送带,然后根据不同的条件进行分类,再到进一步的物流运输,而库卡则填补了其最后的空缺。

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目前,以Julian Stockschläder为首的研究小组仍在探索更多的细节,例如摘苹果的速度,最近达到了每五秒摘一个苹果的水平。业务发展经理说:“我们的机器人理论上只需在数秒内就可以完成拣选。当然,重点是苹果的完整性。我们正在努力寻找周期时间和收获质量的理想平衡点。”

 

农业机器人的未来展望

库卡连同其强大的合作伙伴,证实了利用视觉系统对种植园中的苹果成熟度进行检测后,再计算其位置和路径规划,最后使用专门的真空吸盘将它们从树枝上吸取下来的行为是可实现的。
除此之外,原型机的研制与上市推广也被提上未来几年的日程。未来,该系统不仅能够实现自动修剪树枝的功能,且苹果花的授粉也可使用库卡CropBot来完成,农业的数字化改革及农业领域“机器换人”指日可待。

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目前,库卡与合作伙伴们正在研究如何实现这一过程的自动化。Julian Stockschläder总结道:“世界上尚无一家机器人制造商的产品组合能够满足农业机器人的相关需求,我们希望通过库卡CropBot提供适合农业自动化的机器人。”农业机器人是农业劳动者最好的伙伴,也为未来实现农业自动化提供了科学和技术上的支持。

 

国际五一劳动节

 

五一是赞美劳动的日子

 

而科技正是提高劳动生产力的重要手段

 

库卡将持续探索农业自动化的发展

 

通过智能制造助力农业现代化建设

 

五一劳动节快乐!