普尔曼,华盛顿州 – 华盛顿州立大学(WSU)的研究人员开发出一种经济实用的机器人苹果采摘手臂,有望在未来应用于水果采摘及其他农场作业,以应对日益严峻的劳动力短缺问题。
WSU指出,由于收获和修剪环节劳动力不足,华盛顿州的果园每年需要大量工人进行果园管理、授粉、修剪、疏花和采摘水果。这种劳动力短缺现象对当地农业生产造成了显著影响。
华盛顿州是美国苹果和甜樱桃生产的领先地区,2023年为美国的国内生产总值贡献超过20亿美元。维持这一产业的稳定发展至关重要。
WSU机械与材料工程学院助教明·罗(Ming Luo)在秋季调研时观察到,部分果园内有未被采摘的水果腐烂在地,造成了资源浪费。
“这是一种非常可观的损失,”罗表示。
据WSU介绍,该机器人手臂采用充气结构,能够识别苹果并进行伸缩动作,平均每25秒完成一个水果的采摘。
这款重约23公斤(包含金属底座)的手臂,长度约为60厘米,采用柔软的充气织物制成,设计轻巧灵活。
(图片:WSU)
尽管与人工采摘效率相比,该机器人手臂的采摘速度仍有提升空间,人工采摘者平均每三秒采摘一个苹果,但研究人员正在积极改进相关机械部件,并致力于优化其最初的检测系统。
此外,研究团队也在努力扩展该手臂的功能,使其能够执行其他果园任务,例如修剪、疏花和农药喷洒。
这项研究工作获得了国家科学基金会、美国农业部国家食品与农业研究所以及华盛顿州水果树果实研究委员会的资助,并在普罗塞尔(Prosser)的Allan Brothers Fruit果园进行了测试,结果显示前景可观,WSU表示。
华盛顿州立大学表示,该团队开发的机器人手臂的材料成本约为5500美元,具有较高的性价比。
由于该手臂采用充气管结构,使用过程中相对安全,且不易对幼嫩的树枝或苹果造成损害,WSU希望未来能够让农民购买多个低成本的机器人手臂,以提高生产效率,缓解劳动力短缺。
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