劍橋大學(xué)博士生Luca Scimeca表示:“由于對(duì)食品的需求不斷增加，氣候條件不斷變化，以及人工勞動(dòng)的可用性不斷下降，越來(lái)越需要為農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)自動(dòng)化機(jī)器人解決方案。”“我們的生菜和莖檢測(cè)算法演示了一種機(jī)器人，它對(duì)雜波、不同的光照條件、攝像機(jī)距離以及產(chǎn)品尺寸、形狀和方向的變化都具有很強(qiáng)的魯棒性。”
該部門機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的新型機(jī)器視覺(jué)管道和吸除/真空系統(tǒng)，能夠在50%的時(shí)間內(nèi)完成剝離過(guò)程，整個(gè)過(guò)程平均需要27秒。
分類作物，如生菜，以及在收獲后移除外部葉子是目前農(nóng)場(chǎng)工人的一項(xiàng)任務(wù)。對(duì)于農(nóng)場(chǎng)工人來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，但對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，庫(kù)卡機(jī)器人何服電機(jī)維修，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的視覺(jué)和操作任務(wù)，迄今為止機(jī)器人技術(shù)還難以掌握。
但現(xiàn)在，在機(jī)電一體化講師飯?zhí)镂墓?Fumiya Iida)博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組解決了處理這種柔軟、脆弱農(nóng)產(chǎn)品的挑戰(zhàn)之后，自動(dòng)移除生菜葉子的工作又向現(xiàn)實(shí)邁進(jìn)了一步。他們發(fā)明了一個(gè)3d打印的圓形噴嘴，安裝在機(jī)器人手臂的末端，并用一個(gè)吸力系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，作為單真空吸力點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)目的是抓住一片葉子，用撕扯的動(dòng)作將它從生菜的主體中移除，而不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成傷害。
利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位和確定生菜的位置是撕葉準(zhǔn)確的關(guān)鍵。它首先通過(guò)在假定視野中直接放置的二維網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)探測(cè)生菜莖干。在莖找不到的情況下，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，通過(guò)施加水平力將生菜翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，并在機(jī)器人手臂上用軟墊卷生菜。這樣一來(lái)，生菜的位置就會(huì)更好，外層的葉子就可以放在上面，而且受損的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降到最低。
在70厘米到100厘米的高度上，用web攝像頭拍攝了180幅生菜的圖片，并對(duì)生菜莖干檢測(cè)算法進(jìn)行了測(cè)試。總共有10種不同的卷心萵苣被用在不同的位置，不同的光照方向和強(qiáng)度，一些放置在背景物體旁邊，以表示雜亂。此外，在儲(chǔ)存了3天的農(nóng)產(chǎn)品后，又取了30個(gè)框架，導(dǎo)致莖的顏色發(fā)生了變化。生菜檢測(cè)算法能夠100%準(zhǔn)確定位生菜中心位置，莖檢測(cè)算法檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到81.01%。由于這些發(fā)現(xiàn)，研究小組能夠確定最佳的萵苣葉去除點(diǎn)。
來(lái)自生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(BIRL)的Luca Scimeca致力于視覺(jué)系統(tǒng)的研究。他說(shuō)，這種機(jī)器人可以應(yīng)用于許多其他作物，機(jī)器人維修，比如花椰菜�；ㄒ说拇嗳醭潭纫偷枚�，在計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析其方向時(shí)，對(duì)它的挑戰(zhàn)也要小得多。
他說(shuō):“從工程學(xué)的角度來(lái)看，生菜葉子剝落是一個(gè)有趣的機(jī)器人問(wèn)題，因?yàn)槿~子很軟，很容易撕裂，生菜的形狀從來(lái)就不是確定的。”“我們開(kāi)發(fā)的電腦視覺(jué)，位于生菜剝皮機(jī)器人的核心位置，可以應(yīng)用于許多其他作物，如花椰菜，在這些作物的后期加工需要類似的信息。”
“然而，還需要進(jìn)一步的工作來(lái)整合這三個(gè)階段:視覺(jué)檢測(cè)，滾動(dòng)系統(tǒng)和樹(shù)葉撕裂/去除，成為一個(gè)單一的端到端解決方案。我們提出了一種采用雙臂Baxter機(jī)器人的方法，將姿態(tài)估計(jì)和剝離過(guò)程相結(jié)合。