西湖龙井采茶季 茶园来了位“智能机器人”

本文转自：人民日报客户端

窦皓

春光正好，正当踏青寻芳，访友品茗，且将新火试新茶。近日，杭州迎来西湖龙井大面积开采高峰期。在西湖区西湖龙井原产地的茶园里，除了忙碌的采茶工人外，还有特殊的“采茶小工”——智能采茶机器人。

一般来说，茶叶采摘基本靠人工完成，尤其是名优茶、明前茶，采摘期短且密集。为了帮助茶农解决缺工荒、提升产量、增加收入，来自浙江理工大学的团队，经过五年左右不断迭代，研发出了自主识别茶树芽叶的智能采茶机器人。今年，智能采茶机器人已经更新到第六代。

图为位于杭州西湖区的龙井茶园（窦皓 摄）

“茶树芽叶不像水果蔬菜，形状规则、颜色差别大容易识别，茶树新长的芽叶和老叶的区别很小，形状又不规则，这是非常难的。”团队成员贾江鸣副教授说，采茶机器人里有一套叫做深度卷积神经网络的识别模型，通过对大量茶树芽叶图像数据的学习，可以自动识别茶树芽叶。输入的照片越多，机器人的知识库就越丰富，学起来也越扎实，对芽叶识别的准确率也就越高。

除了聪明好学的“脑袋”，采茶机器人还有一双厉害的“眼睛”。经过不断的探索和实验，智能采摘机器人使用双目摄像头扫描茶叶，就和人的两只眼睛一样，实现3D定位，从而精准找到芽叶所在位置。

识别、定位好茶叶芽叶后，机器人凭借另一个法宝——机械臂，实现快速无损地采摘。据了解，机械臂采茶要分两步，一剪一吸。机械臂的末端有一把小剪刀，会根据定位信息找准芽叶的叶柄，一刀下去，芽叶从枝头分离，同时附在机械臂末端的负压吸管会把剪下来的芽叶吸进机械手的暂存盒中。

图为茶园中工作的采茶机器人（窦皓 摄）

一般来说早春茶一芽一叶在2厘米左右，叶柄只有几毫米，芽叶一般长在老叶和老梗之间，所以对机械臂的操作精准度要求非常高，剪得歪了，就会破坏茶树枝梢，造成损伤，或剪下来的芽叶不完整。“我们就好比在农田里绣花，让采茶机器人完成毫米级的作业任务。” 贾江鸣说。

“去年，我们第五代智能采茶机器人的采摘质量已经符合中端龙井茶的标准，我们也是第一次喝上了机器人采摘的茶叶。”贾江鸣表示，通过试验发现，拥有两支机械臂及两台识别相机的第五代智能采茶机器人，在图像识别和精准定位上的准确率都超过了90%。

今年，为了提高采茶效率、降低机器成本，团队对第六代智能采茶机器人进行了升级改造，从两支机械臂增加到四支机械臂、从两台固定识别相机减少到一台移动识别相机。从目前实验结果来看，全新升级的第六代智能采茶机器人比去年第五代提高了50%的工作效率，一天可采摘干茶1.5斤。

“未来我们还有很长的路要走。”团队党支部书记陈建能表示，接下来团队将致力于实现智能采茶机器人从“可用”到“好用”的转变，助力茶农提产增收，贡献“智慧农业”力量。

图片：窦皓

视频拍摄：秦铭泽

视频剪辑：窦皓