配備有視覺(jué)和剪切系統(tǒng)的機(jī)械臂，作為皮亞琴察天主教大學(xué)和意大利技術(shù)研究所聯(lián)合項(xiàng)目的一部分而開(kāi)發(fā)。

意大利皮亞琴察天主教大學(xué)和意大利理工學(xué)院建立了一個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，以開(kāi)發(fā)一種能夠在葡萄樹(shù)行間移動(dòng)的機(jī)器人。這一舉措加入了意大利的其他項(xiàng)目，將機(jī)器人引入葡萄園。前者和意大利技術(shù)研究所的研究人員在農(nóng)業(yè)科學(xué)和應(yīng)用機(jī)器人領(lǐng)域的長(zhǎng)期合作，產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)未來(lái)充滿希望的結(jié)構(gòu)：聯(lián)合研究實(shí)驗(yàn)室，其中一個(gè)用于修剪葡萄園的自動(dòng)裝置將看到曙光，它實(shí)際上是兩個(gè)不同類(lèi)型的機(jī)器人的結(jié)合。

二合一機(jī)器人

第一個(gè)是意大利理工學(xué)院在其熱那亞實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的四足機(jī)器，在某些方面類(lèi)似于美國(guó)公司Boston Dynamics的著名的Spot，去年12月我們的報(bào)紙?jiān)鴪?bào)道過(guò)它，當(dāng)時(shí)推出了一個(gè)跳舞機(jī)器人的奇妙視頻。意大利理工學(xué)院的創(chuàng)造被稱(chēng)為HyQReal，是IIT的動(dòng)態(tài)腿部系統(tǒng)研究線與Inail和Moog合作開(kāi)展的大量工作的結(jié)果。

第二個(gè)機(jī)器人是一個(gè)協(xié)作臂，安裝在四足動(dòng)物上，配備了用于修剪葡萄的剪子。

在意大利皮亞琴察設(shè)立的研究實(shí)驗(yàn)室中對(duì)機(jī)械臂的使用進(jìn)行測(cè)試。

能夠?qū)W習(xí)

意大利理工學(xué)院有腿機(jī)器人研究部門(mén)負(fù)責(zé)人克勞迪奧·塞米尼 (Claudio Semini) 解釋了它的工作原理：“通過(guò)使用人工智能，訓(xùn)練了一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (Artificial Neural Network)，目的是區(qū)分葡萄藤的不同器官和識(shí)別連接到電動(dòng)剪刀（末端執(zhí)行器）的機(jī)械臂將執(zhí)行修剪的切割點(diǎn)。將在下一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)結(jié)束時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)試，然后在 2022 年完善。”

意大利理工學(xué)院有腿機(jī)器人研究部門(mén)負(fù)責(zé)人克勞迪奧·塞米尼 (Claudio Semini)

移動(dòng)和精確

HyQReal 四足機(jī)器人于 2019 年首次亮相，當(dāng)時(shí)它在意大利熱那亞機(jī)場(chǎng)牽引一架 3.5 噸的飛機(jī)展示了它的實(shí)力。它是一臺(tái)具有極高穩(wěn)定性的機(jī)器，由 4 個(gè)堅(jiān)固的支撐點(diǎn)確保，即使在困難的環(huán)境、陡坡或不平坦的地面上也能輕松移動(dòng)。因此，它比配備輪子的機(jī)器人更加通用，并且能夠以如此精確的方式計(jì)量和測(cè)量運(yùn)動(dòng)，從而能夠接近藤本植物，始終找到最佳的接近方向。鉸接臂，配備剪刀，然后完成其余的工作，找到理想的切割點(diǎn)而不損壞植物。

由意大利理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的 HyQReal 四足機(jī)器人將構(gòu)成在皮亞琴察進(jìn)行的項(xiàng)目中安裝用于修剪的機(jī)械臂的基礎(chǔ)。

反對(duì)勞動(dòng)力不足

新實(shí)驗(yàn)室位于皮亞琴察大學(xué)。研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Pier Sandro Cocconcelli 解釋說(shuō)，這種聯(lián)合意圖的目標(biāo)是“在農(nóng)業(yè)、食品和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)創(chuàng)新方法，開(kāi)發(fā)快速分子診斷方法，從生物制品的副產(chǎn)品中提取新材料。用于監(jiān)測(cè)和管理作物系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)食品工業(yè)和機(jī)器人系統(tǒng)，其中機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室是其中的成果之一。“

該跨學(xué)科小組致力于在農(nóng)業(yè)中推廣數(shù)字化和自動(dòng)化。正如天主教大學(xué)葡萄栽培學(xué)教授和實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Marco Gatti 所說(shuō)，其目標(biāo)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)增長(zhǎng)，幫助解決勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。他們打算改進(jìn)三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)器人的自主導(dǎo)航、使用傳感器‘讀取’周?chē)h(huán)境的能力以及對(duì)農(nóng)作物的操縱。

束在藤上。與其他農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈相比，葡萄栽培特別適合研發(fā)，因?yàn)橥顿Y機(jī)會(huì)更大。

從知識(shí)到算法

要?jiǎng)?chuàng)建智能農(nóng)業(yè)機(jī)器，您需要深入了解動(dòng)植物的形態(tài)和生理學(xué)以及優(yōu)化生產(chǎn)的最佳實(shí)踐。加蒂總結(jié)道，Cattolica 和 IIT 之間合作最引人入勝的方面之一是“準(zhǔn)確地將人類(lèi)的認(rèn)知過(guò)程轉(zhuǎn)化為執(zhí)行特定操作的算法，以使工作更高效、更省力和更安全。” .

葡萄項(xiàng)目

皮亞琴察項(xiàng)目并不是唯一的此類(lèi)項(xiàng)目。米蘭理工大學(xué)的 DEIB 部門(mén)多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)一個(gè)名為 Grape 的項(xiàng)目，用于在葡萄園進(jìn)行監(jiān)測(cè)和生物控制，該項(xiàng)目使用法國(guó)生產(chǎn)的輪子上的移動(dòng)機(jī)器人作為基礎(chǔ)，該機(jī)器人還配備了協(xié)作臂。“米蘭大學(xué)副教授、人工智能和機(jī)器人專(zhuān)家 Matteo Matteucci 解釋說(shuō)：“從那次經(jīng)驗(yàn)中，其他研究方向已經(jīng)誕生，以改進(jìn)機(jī)器人監(jiān)測(cè)葡萄園和優(yōu)化處理的技術(shù)，我們想要以有針對(duì)性的方式僅在必要的時(shí)間和地點(diǎn)創(chuàng)建植物。”

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

葡萄藤是適合進(jìn)行機(jī)器人實(shí)驗(yàn)的作物，因此Matteucci 解釋說(shuō)：“葡萄酒生產(chǎn)鏈具有很高的附加值，與其他農(nóng)業(yè)活動(dòng)相比，它允許對(duì)研發(fā)進(jìn)行投資。通常，葡萄園成為測(cè)試技術(shù)的地方，然后可以將其應(yīng)用于其他產(chǎn)品”。無(wú)人機(jī)的使用也證明了這一點(diǎn)，無(wú)人機(jī)開(kāi)始在葡萄栽培中找到商業(yè)發(fā)展，意大利一些地區(qū)（如皮埃蒙特和翁布里亞）的誕生就是證明，專(zhuān)門(mén)從事這項(xiàng)活動(dòng)的公司。

無(wú)人機(jī)可讓您監(jiān)控葡萄園的狀況，檢測(cè)危急情況，例如水停滯、干旱、受疾病影響的植物，在某些情況下，它們還可用于噴灑單個(gè)植物，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的這些概念旨在使該領(lǐng)域的所有活動(dòng)更具可持續(xù)性。

在農(nóng)業(yè)中取得進(jìn)展的另一個(gè)機(jī)器人應(yīng)用是使用無(wú)人機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)任務(wù)或進(jìn)行有限的治療。