新鲜美味——机器人果蔬采摘

2014年9月26日文章 

CROPS研究项目开发采摘机器人

闪闪发亮的红辣椒、甜脆的葡萄和完美无瑕的苹果:这将成为超市顾客的最爱。要想在货架上购买到成熟而且毫无凹痕的果蔬,必须对其进行仔细但却十分耗时地人 工采摘。机器人采摘可以节省时间,但它们必须首先克服一些挑战。“机器人必须首先对隐藏在树叶下的水果进行识别,这并不容易。此外,由于果蔬的形状与大小 各有不同,因此抓取与摘取同样是一大难题。”费斯托与CROPS联合研究项目中费斯托方面负责人Wolfgang Gauchel博士解释道。

研究项目开发采摘机器人

CROPS(Clever Robots for Crops,智能采摘机器人)研究项目由欧盟委员会资助,旨在为自动化收割流程提供解决方案。其目标在于建立一座可配置的模块化、智能化机器人平台,并对 水果、障碍物与其他物体进行可靠识别。由此,这些机器人可以在种植园与温室中进行自主导航与采摘。同时,机器人平台还可以有针对性地对所选位置进行杀虫剂 喷涂处理。

作为自动化与操控技术专家,费斯托通过开发抓取与切割装置对此项目进行支持。其他合作伙伴还包括慕尼黑工业大学、瓦赫宁根大学、CSIC研究所以及FORCE-A公司。

以苹果和辣椒作为测试对象

在开发合适的抓取与切割装置的过程中,研究人员将注意力集中在苹果与辣椒的收割方面。Wolfgang Gauchel博士说到:“我们必须首先明确需要遵守有哪些框架条件:抓取元件应对果蔬施加多大的压力?需要多大的切削力?经过四年的研究,我们如今开发 了两个原型。两者均使用自适应抓取技术,以适应果蔬的不同大小与形状。”

自适应抓取结构

“辣椒抓手”的抓取元件为被动自适应FinRay手指,这已经在费斯托仿生操作助手中得以应用。刀片从植物上切下辣椒。“苹果抓手”由填充陶瓷球体的薄膜夹片构成。水果可以通过旋转与拉伸或由第三根手指推压苹果梗进行摘取。

机器人识别成熟果实

借助摄像机与其他传感器,安装在机器人上的抓手不仅可以对水果位置,同时可以对果蔬成熟度进行识别。由此,机器人只采摘真正成熟的果实,且不对半成熟和过熟的水果做任何处理。

为自动采摘提供基础

CROPS研究项目以此原型为自动化采摘开发了良好的基础,Gauchel博士说道:“通过自适应抓取手指,费斯托对项目做出了重要贡献——与费斯托一道,我们已经实现了从研究原型向具有未来前景的应用的转化。”

非常感谢CROPS研究项目友情提供视频短片。