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(資料圖)

近年來，國內農業勞動力老齡化趨勢明顯加劇，招工難、用工貴已成為制約茶產業發展的瓶頸。名優茶的人工采摘消耗占整個茶園管理用工的60%左右，而高檔名優茶芽葉采摘時，由于葉梢細嫩，生長的位置、姿態和密集程度不一，特別是在微風和光照不斷變換環境下，機器采摘實現難度較大。因此，加大研發智能采茶技術力度，對促進我國茶產業持續發展具有重要意義。

基于圖像處理的茶葉識別成研發熱點

實現自動化采茶，首先必須解決的是茶樹嫩芽的精準識別。近年來，隨著計算機技術的發展和應用，基于圖像處理的茶葉嫩芽的準確識別成為研究的熱點。

末端采摘執行器與智能控制系統取得進展

茶葉的采摘對象是芽葉而非果實，傳統的末端采摘執行器難以適用，因此相關研究人員針對茶葉嫩芽開發了新的末端采摘執行器。如2021年設計出一種可夾提式采摘茶葉嫩梢的末端執行器，通過對其控制實現茶園采摘。試驗結果表明，一芽一葉的漏采率為2.8%、采摘完整率為91%，一芽二葉的漏采率<3%、采摘完整率為94%。現有的茶葉采摘末端執行器大多采用單純的機械式結構，基本沒有誤差補償能力，無法確保采摘成功率和嫩梢完整率。為解決此問題，設計出一種基于負壓導向的名茶采摘末端執行器。這種末端執行器利用負壓，以自上而下的方式引導茶芽，從而糾正茶葉的姿勢和空間位置。試驗結果表明，設計的末端執行器具有偏差容限性能，可以提高拾取成功率。

智能控制系統的功能，主要包括行駛系統的控制和采摘裝置的控制。日本在茶園智能機械行駛系統控制上已有一些研究成果，如日本松元株式會社利用人工智能（AI）和傳感器開發出在無人駕駛的情況下收獲茶葉的“無人采茶機”，并已開始上市銷售。在采摘裝置的控制上，針對傳統往復切割式采收裝置，設計了一種基于機器視覺的乘用式智能采茶機，提出了自動識別茶葉嫩芽和割刀自動調平控制方法，該機可解決現有采茶機無選擇性切割老葉和嫩芽的弊端。目前，針對采摘手控制系統所控制的末端采摘執行器個數均為單個，采摘效率不高，未來還需針對多個末端采摘執行器、多機械臂協同控制系統進行研發。

研發多末端采摘執行器及其高效控制系統針對茶葉采摘機械臂輕巧、柔順和高速的需求，可通過結構輕量化設計和相應的運動控制算法，實現采茶專用末端采摘執行器及其控制系統。同時因為單個末端采摘執行器效率過低，為進一步提高采摘效率，未來應研發多末端采摘執行器以及高效控制系統，實現多末端采摘執行器任務分配和運動協同規劃，提高茶葉采摘效率。

來源：中國食品報，信息貴在分享，如涉及版權問題請聯系刪除