近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所機器視覺與農(nóng)業(yè)機器人創(chuàng)新團隊研發(fā)了一種數(shù)字孿生驅(qū)動的智能溫室采摘系統(tǒng)，有效解決現(xiàn)代溫室番茄生產(chǎn)密植環(huán)境下機器人采摘效率低且易造成損傷的問題。相關(guān)研究成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)計算機與電子（Computers and Electronics in Agriculture）》上。

在現(xiàn)代溫室番茄生產(chǎn)中，高密度種植模式對自動化采摘提出了嚴峻挑戰(zhàn)。因相機視角受限、果實分布密集復(fù)雜等因素，傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)采摘效率不佳且容易對果實和植株造成機械損傷。

為此，研究團隊研發(fā)了一種數(shù)字孿生驅(qū)動的番茄智能采摘系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用安裝在機器人上的滑軌式深度相機，通過重建高保真的3D數(shù)字孿生溫室環(huán)境，精確捕捉番茄的空間分布及生長狀態(tài)，為機器人決策提供了全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

此外，利用這一虛擬環(huán)境，團隊還開發(fā)了具備目標(biāo)識別信任機制的強化學(xué)習(xí)方法，優(yōu)化了采摘策略，形成了包括機器人定位、手臂軌跡規(guī)劃、果實選擇優(yōu)先級及自適應(yīng)操作模式。

應(yīng)用表明，該智能采摘系統(tǒng)顯著提高了番茄采摘效率，降低了機械臂與植株間的碰撞發(fā)生率。

此項研究為溫室作物的智能化采摘提供了新的技術(shù)支持，并為未來農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備的發(fā)展提供了重要參考。