日本自动采摘农业机器人技术渐趋成熟多元
由于日本农业人口不足问题日趋严重,政府补助农业用机器人的市场相当可观,除种植期间监视农作物成长速度的无人机以外,自动收割各种农作物的机器人也陆续出现,针对不同农作物特性,还有不同收割技术,对于农业人口同样高龄化的台湾农村,有必要注意相关发展。
最早采用收获用机器人的农业单位,是植物工厂的莴苣采收用机器人,因为莴苣生产环境易控制,成为LED光源农业工厂的理想栽种作物选择,但实验状态下可以不顾收获用机器人的价格,要商业化时,每组约500万日圆(约4.9万美元)的机器人,仅适用于高价农产品,如草莓或小番茄等。
草莓或小番茄都是在空间有限的温室中种植,多数农场都会进行严格的温湿度管理,以期提高收获量,而严格管理的收益性比较高,也就有比较多资源可以投资在收获用机器人上。
基本上农作收获流程有三阶段:移动至农场植株旁、观察成长阶段可否采收、最后摘取装载。
收获用机器人移动至植株旁的动作,需要精准的自动驾驶技术,避免碰坏植株;至于观察果实可否采收对草莓或小番茄比较简单,因为接近采收阶段的果实颜色变化较原本大,但果实成熟后的颜色要到何种程度才值得采收,依品种而异,这点则须输入资料比对与确认。
较困难的是最后一个步骤,采摘,因为机器人通常以夹子摘取水果,但对于脆弱的草莓与小番茄来说,用夹子硬从果树上拉下,碰伤的机率很高,人手采摘时通常是手掌轻握住果实,手指在果实上方的茎施力,而不是直接拉扯果实。
Panasonic针对小番茄设计的机器人,采用的就是一种改良夹子,以上下双轮组成,先以颜色及红外线图样比对,确认果实位置,然后将双轮分别放在果实上下方,下轮托住果实,上轮施力,平均10秒便可采摘一颗果实,不易伤害到周边的茎与果实,相当有效,目标在2019年以前上市,单价500万日圆。
而在采摘机下功夫的还有一家名为Squae的日本新创企业,该公司顾虑到类似Panasonic的方式,可以减低采摘损伤,但果实掉落果实袋中还是可能碰伤,因此开发双臂机器人,一臂摘果实而另一臂吊挂置物袋,减低碰撞损伤,预计在2021年以前上市,单价也订在500万日圆,估计每年可卖出100台。
而比这两家厂商更早推出采草莓机器人的Shibuya精机(Shizuoka Shibuya Seiki),强调的是与人类日夜轮班作业,这是因为草莓成熟度分析比番茄更复杂,日间机器辨识不易,在夜间以LED灯照射,会比较容易辨识草莓是否可采摘,漏网之鱼再由工人于白天时识别摘取。由于机器人已采摘70%果实,工人白天的工作负担只剩30%。
虽然收获用机器人目前仍仅适用于高单价农产品,但随技术发展与市场扩大,机器人价格可望降低,相关产品的商机不可忽视。

来源:Digitimes
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