中國教育報-中國教育新聞網訊(記者 阿妮爾 通訊員 谷雨)近日,記者從南京農業大學獲悉,該校工學院教授汪小旵團隊創新采用包絡仿生式氣動軟夾爪實現高架草莓無損去莖的精準自動化采收,為設施農業草莓產業智能化升級提供關鍵技術支撐。
據介紹,傳統草莓夾剪采摘后易殘留果梗,這些果梗會在運輸過程中刺破、劃傷相鄰果實,造成果實間相互損傷。為攻克這一難題,汪小旵團隊選用包絡仿生式氣動軟夾爪,其設計靈感源于海葵進食行為。夾爪主體采用柔性硅膠材質,兼具優異的彈性與可變形性能,從而避免機械損傷。同時,4層錯位排列的柔性觸手可包裹不同大小、形態的草莓,確保抓取穩定、柔和,夾爪底部的氣動腔通過氣壓調節實現觸手智能收放,負壓時觸手向內貼合完成輕柔抓取,正壓時舒展釋放果實,適配草莓果皮柔軟易損的特性。
為實現草莓去莖采摘,研究團隊還為機器人專門設計了“拖拽-旋轉”仿人采摘動作,與包絡仿生式氣動軟夾爪形成高效配合。當軟夾爪完成對草莓的柔性包絡抓取后,機械臂按預設程序完成精準的拖拽與旋轉動作,讓草莓花梗與花萼的連接點自然斷裂,從根本上避免果梗殘留,實現真正的去莖采摘。“這一動作設計精準復刻人類采摘草莓的核心行為邏輯,既保證采摘過程中果實的完整性,又徹底解決了傳統采摘方式的果梗損傷隱患。”汪小旵介紹說。
此外,針對草莓密集生長帶來的遮擋難題,團隊還提出一套遮擋處理與抓取位姿調整策略,通過綜合評分機制評估簇生草莓間的空間關系,優先選擇遮擋最少的采摘目標,并基于視覺反饋動態調整抓取位姿,有效提升復雜場景下的作業穩定性。
這份研究成果為高架草莓無損去莖自動化采收提供了新方案,其多維度協同的技術思路也為番茄、櫻桃等其他軟質果蔬的智能化采收拓展了新路徑。未來,團隊將持續優化技術方案,大力推動成果產業化落地。
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