劳动力短缺呼唤草莓采摘自动化

草莓采摘对人类来说是一项非常繁琐的工作，但要开发一个机器人来做这项工作，让他们能区分哪些草莓是成熟的，并将他们无损地采摘下来，是一个比较大的挑战，而要求农民重新配置土地以适应机器人采摘，则是另一个挑战。 在美国，每年大约有7.5亿美元花在草莓采摘上，而草莓采摘工人也变得越来越难找。由于缺少工人，在过去三年里，价值数百万美元的果实就这样腐烂在地里。例如，来自墨西哥的移民逐渐步入老龄化，他们减少了生育，并让孩子接受更多教育，以便他们能在家的附近工作。 “‘自动采摘’的市场需求非常庞大，从我个人经验来看，我们的劳动力正在不断减少，”Wish Farms的持有人和佛罗里达Plant City的Harvest CROO Robotics的联合创始人Gary Wishnatzki如实说。“CROO”是电脑机器人优化采摘器（Computerized Robotic Optimized Obtainer）的缩写。 Wishnaztki在一个新闻发布会上说，“我让我们的工程师开发一个采摘器，不需要种植者从根本上改变他们目前的种植方式。那是其他采摘机器人尚未实现商业化的主要原因。” 据坦帕论坛报，尽管加利福尼亚是美国最大的草莓生产地，大部分冬天的草莓生长在Plant City附近的1.1万英亩土地上。 Harvest CROO的首席技术官和联合创始人Bob Pitzer在设计出第一个原型采摘机之前，一直在研究人的动作。草莓的体积更小，比其他水果更脆弱，需要更细腻的手感。 “人们还没意识到人类在做事情的时候是多高效，”他说，“使用机器人操作，我们最大的挑战是减少时间。基于我们的观察，我们的目标是开发机器人来采摘尽可能多的草莓，同时对草莓苗进行好保护。” 自动采摘机的另一个要求是视觉系统，这样可以区分成熟与不成熟的草莓，因为在采摘季中，每隔三天就可以采摘一次草莓，而不像玉米等作物，可以等全部成熟了一起采摘。Harvest CROO的采摘机使用的是已经商业化的视觉传感器和软件。 此外，机器人可以在夜间进行采摘，以免草莓在白天采摘时造成损伤，Sweet Life Farms的联合持有人Steve Howard说，他也是Harvest CROO的投资者之一。 模块化的设计让Harvest CROO的机器能置换部分坏零件，让修理变得更简单容易，Pitzer说。

逐渐成熟的草莓采摘机器人 2012年以来，Harvest CROO Robotics因为其首个原型自动化采摘机获得了100万美元融资。该公司希望能从投资者那里再拿到150万美元的融资，以便在2016年测试其阿尔法原型机。预计阿尔法模型还能用塑料盒进行草莓包装，以供零售用。 自动采摘机的投资者包括佛罗里达洲和加利福尼亚州的农民。Harvest CROO已经提交了实用和临时专利，并计划将采摘机提供给种植者使用，他们只需要支付很少的费用就可以了。 Harvest CROO是几个开发草莓采摘机器人的公司之一，这也不足为奇，因为据佛罗里达州草莓种植者协会，佛罗里达州的草莓采摘市场规模达10亿美元。 Robotic Harvesting LLC正在加利福尼亚州的奥克斯纳德附近测试其原型草莓采摘机。商业版本的产品成本约为30万美元，希望能在五年内在劳动力成本上节约110万美元。

Robotic Harvesting的草莓采摘机器人 此外，西班牙的Agrobot正在为加利福尼亚州的市场开发一款有14个手臂的自动草莓采摘机。Agrobot的机器也还处在原型阶段，成本约为10万美元。

Agrobot的草莓采摘机器人

售价仅5万美元的日本草莓采摘机器人 2013年，日本的Shibuya Seiki公司在东京召开的自动识别及通讯博览会贸易展上展出了他们开发的草莓采摘机器人。这款机器人通过三维立体摄像系统来捕捉草莓的颜色来最终确定是否成熟，然后通过机械臂剪切然后装进框中，整个剪切过程只需要8秒。

Shibuya Seiki公司的Mitsutaka Kurita向法新社记者表示：“这个机器人能够在种植者已经入睡的时候依然为主人采摘最新鲜的草莓，目前基本上能够替代三分之二的人工操作。”尽管一篮 子的草莓在日本可以卖到5美元左右，但是这款采摘机器人的售价竟然高达5万美元。当然，跟前文提到的机器人相比，这款机器人的售价无疑是非常有竞争力的。 新型系统包括采摘机器人和16个草莓种植平台，种植平台会定期移动至采摘机器人面前，机器人通过CCD摄像头捕获草莓是否变红的信息，一旦发现红色果实，平台就会暂时停止移动，而机器人就会根据颜色辨别出已成熟的草莓，并用带有刀刃的手指将其采摘下来。该系统一小时就可以完成16个平台的草莓采摘任务，成功率达到70%以上。 这款机器人最大的特点是固定式机器人，与以往的移动式机器人相比，工作时间可延长至12-22小时左右（因受光线影响原移动式机器人在强光下无法辨别草莓颜色，只能在夜间作业）。新的机器人不仅能够在白天使用，并且采摘面积达到移动式机器人的2倍。但由此也带来另一个缺点，那就是无法在目前大面积种植的草莓田中进行采摘，预计在推广方面会遭遇比较大的问题。

中国草莓采摘机器人现状 在第七届世界草莓大会上，由中国农业大学工学院张铁中教授团队研发的草莓采摘机器人“采摘童1号”正在草莓大会国际草莓产业展区展出。

在演示现场，只见“采摘童1号”平稳地“走”到一盆草莓前，伸出“手”来，灵巧地把盆栽草莓果实准确地采“摘”下来，并放到果盘中。此举吸引了参观者的兴趣，纷纷驻足观看，演示现场连连发出称奇声和赞叹声。 据介绍，“采摘童1号”机器人汇集了多项最新研究成果，该机器人结构小巧、动作灵活，具有很高的智能水平，能够自主搜索、识别成熟草莓果实。在自身机器视觉系统的导引下，采摘机械手可精准夹持、剪切草莓果柄，并将其放入收纳筐内，不仅为草莓采摘降低了人工成本，还极大地提高了工作效率。机器人采用了履带式行走机构，行进平稳、转弯灵活。 此外，上海交通大学与日本宫崎大学共同研制出了跨垄作业4个自由度的草莓采摘机器人设备。该机器人采用两个俯视地面的CCD摄像机获取草莓的图像，计算出草莓的方位，用激光传感器测量机械手爪到草莓的距离；采用气动机械手爪抓取草莓果柄，并用剪切式切刀切断果柄。但这仅仅只是一个草莓采收实验装置，体积比较庞大，且没有驱动装置，对于草莓的枝叶遮挡、重叠等尚未进行研究，距生产实际应用还有相当的距离。 据Orbis Research的研究报告“2014-2020全球农业机器人市场份额、战略核预测”，全球农业机器人市场预计将由2013年的8.17亿美元增长到2020年的163亿美元。除了劳动力的成本的节省之外，潜在收益还包括采摘的产品更一致，使用的农药更少。