由于劳动力的短缺,以及人力成本的不断上涨,越来越多的农业机器人从“会”种地到“慧”种地,农业机器人也成为了农场上的“新农人”;即使是有越来越多的技术参与,但是在农作物最后的采摘阶段依然需要投入大量人力去进行采摘与筛选;于是乎为了解决劳动力的问题,工业设计师设计开发出一款可以在温室里采摘成熟辣椒的辣椒收割机器人Sweeper,Sweeper可以在温室里“看清楚”种植的辣椒有没有成熟,并判断辣椒是否到了该采摘的时机,下面我们就和怡美工业设计一起来了解一下Sweeper吧。
Sweeper的外观设计采用了黄黑的配色,整体的黄色配色让人联想起电影里的瓦力机器人,但其实更像是一辆自动驾驶的汽车,而且Sweeper最前面的巨型机械臂的“脑袋上”设计有四条LED灯带以及视觉识别系统,当Sweeper在进行辣椒的采摘作业时“脑袋上”的LED灯带会进行探照来识别,并通过视觉识别系统来获取辣椒的表面色彩信息采集,以及Sweeper与辣椒的距离,同时Sweeper还会通过内置的传感器来确定自己巡视的路径,在采摘的过程中自身还可以进行折叠和伸展来应对不同高度的辣椒植株。
当Sweeper发现类似快要成熟的辣椒对象时,就会尝试着去接近目标,并且会对这一目标物体进行更加细致的观察,例如来回的伸展机械臂通过视觉识别系统多角度检视目标物体,在这一过程中,Sweeper自身还会不断投射LED灯光到植株身上进行反复确认,通过投射到目标物体上的灯光,Sweeper可以更加细致地观察辣椒的颜色从而确认辣椒的成熟度;因为在辣椒处于合适采摘的状态时,辣椒表面的颜色会呈现出不均匀的变化,辣椒身上一部分区域会变黄,除此之外还会有绿色的斑块,虽然这样的状态的辣椒并未达到完全成熟的程度,但这正是Sweeper所寻找的合适采摘的状态,因为从采摘到进入市场的过程中,辣椒恰好会继续成熟到消费者满意的食用状态。
在Sweeper通过视觉识别系统确认辣椒处于合适采摘的状态之后,便会通过内置的传感器来确保小锯齿正好位于辣椒植株茎干上方,而机械臂下爪铲勺则位于辣椒果实下方,这样一来,当辣椒被小锯齿切割下来之后,会直接落入爪铲勺内,Sweeper转动之后最终进入收集辣椒篮筐之中;虽然Sweeper从识别到采摘一个辣椒需要24秒,因为出于识别准确率和安全考虑,工业设计师放慢了辣椒收割机器人Sweeper的移动速度,而且工业设计师还将Sweeper设计成可以在一天中的任何时间工作约20小时,也就是说无论是白天还是黑夜,Sweeper都能够在温室内正常工作。
最后,据怡美工业设计获悉,农业机器人的市场将在2025年达到750亿美元,除了采辣椒的辣椒收割机器人Sweeper,同时采摘棉花、西红柿、草莓等这些经济农作物的机器人也在陆续被工业设计师设计开发出来;农业机器人对于种植户而言,农业机器人采摘不仅是为了提高采摘效率降低人力成本,还有一个重要的作用就是减少农作物在采摘过程造成的减产减量;虽然设计开发的工业设计师表示,目前辣椒收割机器人Sweeper识别辣椒是否成熟的平均时长为24秒,而且识别的准确率仅为61%,但是随着未来的技术不断发展和成熟,农业机器人肯定会大大提高准确率和效率,并成为农场上的“新农人”。