剑桥大学的研究人员开发了一种采摘蔬菜的机器人，它利用机器学习来收获卷心莴苣。他们认为，这项技术可以应用于其他作物，以解决农业劳动力短缺和减少粮食浪费。
由剑桥大学一个工程团队开发的“蔬菜机器人”平台，最初是在实验室环境中接受识别和收获生菜的培训。它包括一个视觉系统，定制的终端效果器和软件，现在已经成功地在与当地水果和蔬菜合作社G的种植者合作的各种田间条件下进行了测试。
“为了应对卷心莴苣带来的收获挑战，我们开发了一个定制的视觉和学习系统，使用两个集成的卷积神经网络来实现分类和定位。”一个定制的末端执行器已被开发，以允许无损伤收获。为了让这个末端执行器实现可重复和一致的收获，一种使用力反馈的控制方法允许检测地面，”研究人员在发表在《现场机器人》杂志上的一篇论文中透露。
目前，该原型机的速度和效率远不及人类工人。然而，这个工程师团队说，这一进展表明，机器人技术在农业中的应用可能会进一步扩大，即使是像卷心莴苣这样的“特别具有挑战性”的机械收割作物也是如此。
这种蔬菜机器人可以解决农业劳动力短缺问题，减少食物浪费
“我们可以让它适用于许多其他作物。”
迄今为止，卷心莴苣(与软质水果类似)的收获一直很难实现自动化。冰山很容易被破坏，并且相对地与地面平齐，这对机器收割者来说是一个挑战。
“每个领域都是不同的，每个生菜都是不同的，”来自剑桥大学工程系的合著者Simon Birrell解释道。“但如果我们能用机器收割卷心莴苣，我们也可以用它来收割其他作物。”
“目前，收获是生菜生命周期中唯一手工完成的部分，这对体力要求很高，”合著者Julia Cai补充道。
“蔬菜机器人”首先在它的视野范围内识别出“目标”作物，然后确定某个特定的生菜是否健康，是否可以收割，最后从植物的其他部分切下生菜，而不把它压碎，这样它就“准备好了超市”。研究报告的撰写者之一乔西休斯说:“对于人类来说，整个过程只需要几秒钟，但对于机器人来说，这是一个非常具有挑战性的问题。”
它是如何工作的?
这种植物机器人有两个主要组成部分:计算机视觉系统和切割系统。视觉系统使用头顶上的摄像机拍摄场地的图像。然后，机器学习被用来识别所有的生菜，然后分类它们是否可以收割。
剑桥大学的一份新闻稿称，一旦“蔬菜机器人”能够在实验室里识别出健康的生菜，它就会在不同的天气条件下接受实地训练，识别数千种真正的生菜。
与此同时，位于切刀附近的Vegebot上还安装了第二个摄像头，以确保切得“平滑”。机器人抓取手臂的压力可以根据不同的作物进行调整。
“我们想开发的方法不一定是专门针对卷心莴苣的，这样它们就可以用于其他类型的地上作物，”Iida说，他是这项研究的负责人。
剑桥大学表示，未来，机器人收割机可以帮助解决农业劳动力短缺的问题，还可以帮助减少食物浪费。因为机器学习可以识别特定的生菜何时可以收割，所以它只能针对成熟的蔬菜。目前，每一块地通常只收获一次，任何未成熟的蔬菜或水果都会被丢弃。
休斯说:“我们还在收集有关莴苣的大量数据，这些数据可以用来提高效率，比如哪些田的产量最高。”“我们仍需加快我们的蔬菜机器人的速度，使其能够与人类竞争，但我们认为机器人在农业技术方面有很大潜力。”
