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细长的仿生手臂探入作物间上下摆动,3D视觉扫描着周围环境。目标锁定,机械臂停留在一株作物前,触手末端的压电绒毛轻触花蕊,感知花粉黏度,机器内部算法飞速滚动。突然,振荡器高频振动,花粉随之雾化,精准吸附在相邻花朵的柱头上,一次授粉完成。开启自主导航、躲避障碍物,机器人移动到下一株作物前,重复相同操作……这一套感知、认知、决策、执行的闭环操作,系统集成3D视觉感知、自主导航、云端协同决策、AI深度学习等多学科前沿技术。
回溯课题初期,2021年,光明集团的一项联合研究示范订单,让团队注意到农业机器人领域。“我们发现农业场景下精准自动作业是大难题,农业领域有大量空白与问题亟待解决。”复旦大学信息科学与工程学院电子工程系副教授、机器人实验室负责人商慧亮介绍,赛道相对空旷,与之相伴的是多变的农业场景下的难题,采摘、授粉、打叶、去除害虫……这些动作对人而言轻而易举,对机器人却很难。
如何精准识别、定位被叶子遮住的果实?机械臂如何绕开盘根错节的藤蔓?都需要光学、传感、机械、算法等领域专家协同解题。商慧亮选择用系统性思维来搞研发、带团队。项目早期,团队结合复旦的学科优势,在校内广发“英雄帖”,邀请光学、算法领域专家,攻克果实遮挡难题,汇聚材料、力学、自动控制专家的力量制造仿真柔性机械臂。
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