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瓠瓜:Sweeper机器人:利用传感器确定甜椒是否成熟

来源:未知 作者:澳门银河官网登录 时间:2018-12-11 23:27

  一个好消息!机器人还要很久才能统治世界,因为有些最基本的任务仍然会让它们感到困惑。比如,你会觉得采摘一个成熟的甜椒是很难的一件事情吗?

  好吧,我也不会辨别一个甜椒是否成熟了。但是,以色列和欧洲的研究人员想出了一个解决办法。他们正在开发一个名为Sweeper的机器人,它可以自动在温室里移动,观察甜椒来确定它们是否足够成熟,然后将甜椒从植物上锯掉并将它们放入篮子里。

  把Sweeper想象成一辆自动驾驶车,脸上有把锯子,它的任务就是采摘甜椒。为了在温室里来回移动,它使用了像激光雷达这样的传感器,靠激光来确定距离。它沿着植物移动,每隔几英尺就会停下来,拍摄植物的图像。

  以色列的本古里安大学的工业工程师Polina Kurtser说:“一旦机器人发现某个物体像甜椒,它就会向其靠近。然后,它需要更加细致地查看,用它带有相机的头部来回转动,从而从多个角度来检查甜椒。它向植物照射自己的光,这意味着无论白天还是黑夜,它都可以在温室中工作。”

  Sweeper关注的是颜色。当甜椒成熟时,它们的颜色变化不均匀--有些部分会变黄,而斑点仍是绿色的。这表明甜椒还未完全成熟,而这正是机器人想要采摘的,因为甜椒在进入市场的期间还要继续成熟。

  接下来就是有趣的部分了:机器人将头部固定,使眉毛上的小锯子放在茎杆上方,下巴上的铲子悬挂在甜椒下方。剪下甜椒,落入铲子中,然后转动铲子并将甜椒放入收集篮中。

  机器人每24秒执行一次动作。Kurtser说“你可能会认为这个时间有点长,因为人类工作者能够在三到四秒内完成。但是,另一方面来说,人类并不能一天24小时都在工作。”此外,出于为身边工作人员的安全考虑,研究人员一直在以慢速模式运行这个机器人,他们认为这个采摘过程的时间可以减少至15秒。

  奇怪的是,最简单的操作其实是最麻烦的:将甜椒放入收集篮需要三到四秒钟--它必须转到植物的背面,小心地放下甜椒。杂物人员需要制作一种管子,这样切割下来的甜椒可以直接落入篮子里,跳过了“把铲子中的甜椒放入收集篮中”这个步骤。

  幸运的是,Sweeper的研发可以进行到这一步。温室是炎热,潮湿的,通常不太适合传感器,因此,工程师必须订购特殊的箱子和材料,从而保证工作的正常运行。

  温室也对机器人提出了挑战,因为它是一个非结构化的环境。植物整齐排列,但间隙很窄,植被遍布整个地方。因此,Sweeper不仅要避开障碍物,而且是要小心微妙地避开障碍物,以免碾坏植物。Kurtser说:“如果你把机器人带到一家宝马工厂,你可以为它创造一个能够操作的环境。如果你把一个机器人带到一个非常农业化的环境中,你真的无法设计太多,你只能适应那里的东西。”

  每个农作物可能都需要一种不同类型的机器人。你不能在一个苹果园里随意放置Sweeper,并期待它给你带回来苹果。(一个机器人苹果采摘器是靠真空原理工作的。)但这并不是说,工程师就不能借鉴为农作物设计的机器人,并将其加以应用。例如,Sweeper的修改版机器人可能会适用于收获黄瓜。

  Kurtser说:“至于障碍和密度以及相同的增长系统方面,Sweeper也一样遇到了问题。一个主要的区别就是黄瓜的成熟度颜色方案并不适用。黄瓜大部分都是绿色的。所以,你可以从收割机里取出黄瓜,但你会需要一些其他的算法来检测。”

  不同的农作物也需要不同的包装机器人。Iron Ox的联合创始人兼首席执行官Brandon Alexander说:“通常,草莓采摘完是直接放在最终的包装袋里,以防止碰擦。但是甜椒可能会先放入散装箱里。”

  Sweeper和其他采摘机器人才刚刚开始成型。但是,加利福尼亚州的农场面对着20%的劳动力短缺,现在可是个学习掌握机器的好时机。

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