近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所機(jī)器視覺(jué)與農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)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(jī)器人采摘效率低且易造成損傷的問(wèn)題。相關(guān)研究成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)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(duì)自動(dòng)化采摘提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因相機(jī)視角受限、果實(shí)分布密集復(fù)雜等因素，傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)采摘效率不佳且容易對(duì)果實(shí)和植株造成機(jī)械損傷。

為此，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的番茄智能采摘系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用安裝在機(jī)器人上的滑軌式深度相機(jī)，通過(guò)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(zhǎng)狀態(tài)，為機(jī)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(tuán)隊(duì)還開發(fā)了具備目標(biāo)識(shí)別信任機(jī)制的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，優(yōu)化了采摘策略，形成了包括機(jī)器人定位、手臂軌跡規(guī)劃、果實(shí)選擇優(yōu)先級(jí)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(jī)械臂與植株間的碰撞發(fā)生率。

此項(xiàng)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(lái)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展提供了重要參考。