隨著我國社會結(jié)構(gòu)老齡化日益嚴(yán)重，蘋果作為日常水果中的重要作物，其采摘作業(yè)正面臨嚴(yán)重的人力短缺問題，果園無人化、智能化已然成為了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要趨勢。本項目設(shè)計了靈巧蘋果采摘機(jī)器人系統(tǒng)及其采摘對抗訓(xùn)練樹原型，創(chuàng)新性地設(shè)計并實現(xiàn)了柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂、信標(biāo)與激光耦合方法的精確導(dǎo)航、果實及樹干識別匹配算法、多模態(tài)采摘對抗訓(xùn)練等功能，最終實現(xiàn)了蘋果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的摘果功能與采摘對抗訓(xùn)練。

本項目擬設(shè)計一款具有自動采摘、自主導(dǎo)航、資源配置和作業(yè)評估等功能的蘋果采摘機(jī)器人系統(tǒng)。項目共分為四個子任務(wù)：采摘機(jī)械臂的設(shè)計與控制、移動系統(tǒng)的設(shè)計與制造、果實采摘對抗訓(xùn)練機(jī)器人設(shè)計與制造，以及多場景采摘作業(yè)策略與智能體協(xié)作。該系統(tǒng)通過移動底盤的自主精準(zhǔn)導(dǎo)航，定位至果樹附近，利用智能采摘算法進(jìn)行機(jī)械臂關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃，實現(xiàn)采摘作業(yè)的功能，并且可以在對抗訓(xùn)練機(jī)器樹上進(jìn)行采摘作業(yè)訓(xùn)練。

本項目完成了采摘機(jī)械臂的設(shè)計與控制、移動系統(tǒng)自主精準(zhǔn)導(dǎo)航、采摘識別與機(jī)械臂路徑規(guī)劃、對抗訓(xùn)練機(jī)器樹的設(shè)計與制造。本項目設(shè)計的靈巧蘋果采摘機(jī)器人系統(tǒng)，可以完成快速無損的蘋果采摘作業(yè)，在無人化果園中具有廣闊的應(yīng)用前景。本項目設(shè)計的對抗訓(xùn)練機(jī)器樹，可以對采摘作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分級評價，在采摘機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。本項目目前已申請國家發(fā)明專利3項、軟件著作權(quán)1項，本項目設(shè)計的機(jī)械臂已參展2024 IEEE ICRA會議，另有兩篇論文正在撰寫中。