目前，我國茶園面積已達339.27萬hm2 、茶農(nóng)6000多萬、產(chǎn)茶縣超過1000個，其中100多個縣以茶產(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(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進要求仍存在較大差距，突出問題就是名優(yōu)茶采摘嚴重依賴人工，而采摘是整個茶葉生產(chǎn)勞動中作業(yè)次數(shù)最多、勞動力消耗最大、勞動強度最高的作業(yè)任務。
由于大部分年輕人不再愿意從事重復性采摘工作，勞動力價格不斷上漲，導致名優(yōu)茶采摘作業(yè)勞動力日益緊缺，嚴重制約了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此通過“機器換人”推行智能化采摘已成為名優(yōu)茶可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，為此從2019年開始，浙江理工大學農(nóng)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“領雁”計劃項目、浙江省農(nóng)業(yè)“雙強”重點突破試點項目和國家自然科學基金項目的支持下，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”自主識別茶樹芽葉并進行采摘，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農(nóng)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(jié)為檢測、定位和采摘。
第一步為識別，學術(shù)上稱為檢測，即利用人工智能深度學習技術(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，一陣風吹過，就會有幾毫米的變動，而目前的采茶機器人沒有辦法精準地預測自然環(huán)境中由風導致的茶葉互相碰撞所帶來的誤差，因此在采摘過程當中，采茶機器人不可避免會有定位不準的地方。
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。
采摘成功率是一個綜合的結(jié)果，具體是機械臂定位到茶芽的成功率和能夠采到一個非常完整的茶芽的成功率，目前在六成到七成之間。
從目前實驗結(jié)果來看，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個人工，一天采摘鮮葉可制干茶750 g。
采茶機器人和傳統(tǒng)采茶機有什么不同?
傳統(tǒng)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)沒有過高的要求。
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是什么?
第一個方面是識別。茶樹芽葉不像水果蔬菜，形狀規(guī)則、顏色差別大容易識別，茶樹新長的芽葉和老葉的區(qū)別很小，嫩梢與背景顏色相近，生長密集，難以進行識別。
第二方面是定位。名優(yōu)茶因芽葉較小，形狀不規(guī)則，生長高度不一致等因素，難以進行定位。
第三方面是采茶機器人的采摘速度要求高。一般需要4萬個嫩芽才能制作出500 g龍井茶，因此農(nóng)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和提升?
其實，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、降低成本兩個方面進行升級。具體是將采茶機器人的機械臂從2個增加到4個，提高采摘效率;把原本固定識別相機減少到1臺移動識別相機，通過可移動相機發(fā)現(xiàn)更多芽葉并降低成本。
目前這款機器人還處于實驗室階段，浙江理工大學農(nóng)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)，同時也希望廣大種茶人、制茶人、喝茶人、科研人能建言獻策，進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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
來源 ：中國茶葉
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