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机器人下乡

2004年01月28日
 

 

石家庄现代化育苗中心,坐落在市区西北的西三庄村。每年它都要为周围村镇的老百姓提供大量的花卉苗和蔬菜苗。不久前,这里做出一个特别的决定,要从北京“请”一位蔬菜嫁接机器人。

“嫁接”,是一种古老传统的农作方式,而“机器人”,是集众多高科技于一身的现代化设备, “嫁接”和“机器人” 是怎么结合到一起呢?

研究人员到过许多大棚,那里有许多瓜果、蔬菜都需要嫁接栽培,比如像黄瓜、西瓜等等都需要嫁接。嫁接作业量非常大。于是研究人员决定,研制一台嫁接机器人,代替人们的手工嫁接,那样就可以提高劳动效率,降低劳动强度。

在研究人员的积极撮合下,“机器人”和“嫁接”就这样被联系到了一起。1998年,国家863计划对蔬菜嫁接机器人项目给予了大力支持。

研究人员要做的第一件事,就是把手工嫁接的方法“传授”给机器人,所以,在最初的设计中,他们为机器人准备了与手工嫁接相似的工具。

他们首先把砧木的整个叶子都去掉,看它还能不能生长。经过试验,小苗的生命力非常强,不管是去掉一片叶子,还是去掉两片叶子,它都能长起来。于是研究人员就改变了思路,不再完全模仿手工嫁接的方法,而是把它砧木的一片子叶去掉,这样从机械角度来讲,它可以简单地实现,另外一点,这样做,能够降低机械结合的精度,有利于提高整个作业过程的精度。

这个方法让机器人有了用武之地,拐着弯找生长点不容易,而要切出标准的斜面,这可是机器人最拿手的。随着操作方法的改变,原本复杂的刀具也被两片普通刀片代替。

机器人完成切苗任务之后,该如何把两棵苗完好无损地嫁接在一起?这就需要为它们寻找一个“感情”纽带。模仿手工嫁接中的夹苗工具,研究人员也为机器人选择了夹子。

手工嫁接的时候,手会用力先让夹子张开,然后靠夹子自身的回弹力夹住嫁接苗,这时候手起到了一个缓冲的作用,所以苗不会被夹伤。假如能够有一个部件像手一样能够进行张开、闭合的动作,那么就能像手一样打开夹子和关闭夹子,于是,研究人员想到两个活动的金属滑块来代替拇指和食指的作用。解决了送夹问题,机器人的本领就更高了。

2000年3月,中国农业大学的研究人员设计出我国第一台蔬菜嫁接机器人。经过两年多的改进,机器人的各个部件变得更小巧了,它在工作的时候,不需要占用很大的空间,这样一来,工作人员在操作的时候就方便多了。

第一批机器人嫁接的黄瓜苗如今已经开花结果了。不久前,研究人员来到了农民的温室大棚中。在田间地头,他们向农户们了解黄瓜的生长情况,看看机器人干的活是不是令他们满意。老乡们说,这批黄瓜苗长得特别好,死苗少,估计会有个好收成。能为乡亲们带来好年景,也是研究人员最开心的时候……

机器人的改进工作还在继续。研究人员正在研究通过图像识别技术,让机器人自动判别哪个是黄瓜苗,哪个是西红柿苗,哪个是茄子苗,这项工作完成之后,就可以设计出一台多功能的蔬菜嫁接机。

“让机器人更像人”。为了这个目标,一代又一代的研究人员在努力。他们为嫁接――这个传统的农作方式,赋予了更新的内容。

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