汪小旵教授和他的团队,还有南京农业大学工学院的科研人员,给草莓采摘机器人装上了一双灵巧的手。草莓采摘一直是个难题,这种娇嫩的水果很难用机器自动采摘。汪小旵教授的团队跳出了传统设计,改用了一种新的思路,把这个问题给解决了。他们的新设计叫作包络仿生式气动软夹爪。这个夹爪由柔性硅胶材料做成,有四层错位排列的柔性触手,能够像人手一样轻轻地抓住不同大小和形状的草莓,而且不会伤着它。 以前的机器人采摘草莓往往采用夹子或气吸式末端执行器,有时候会留果梗在草莓上。这些果梗很容易在运输过程中刺破或者划伤周围的果实,造成损害。为了解决这个问题,汪小旵团队从海葵进食的姿势中得到灵感,设计出这款包络仿生式气动软夹爪。这个夹爪能完整地包裹住草莓,确保抓取稳定和柔和。 为了让机器人能够更像人类一样去茎采摘草莓,汪小旵团队还设计了一个“拖拽-旋转”动作。当软夹爪抓住了草莓后,机械臂会按预定程序完成精准的拖拽与旋转动作,让草莓花梗与花萼自然断裂。这样就能彻底避免残留果梗的问题。 针对密集种植带来的遮挡难题,团队基于YOLOv12深度学习模型提出了一套解决方案。他们使用RGB-D视觉反馈来动态调整抓取位姿,并且通过评分机制评估簇生草莓之间的空间关系来选择合适的目标进行抓取。经过试验与对比研究显示,他们的软夹爪和策略非常有效。抓取成功率高达84%,平均作业周期只有20秒左右。这个成功率比传统鳍条效应型、PN型软夹爪要高出很多。 这次南京农业大学工学院的研究成果为高架草莓无损去茎自动化采收提供了全新解决方案。他们还计划进一步优化技术方案,并把成果转化为实际产品应用到设施农业中去。这次研究成果也给番茄、樱桃等其他软质果蔬的智能化采收提供了新思路。 光明网记者宋雅娟对此进行了采访报道。