足式机器人——农田新宠!大学生“黑科技”助力农业套种

“咱们研发的机器人,拿到了一个合作订单!”近日,浙江工商大学计算机科学与技术学院的王浥榕兴奋地对项目团队宣布。

王浥榕是九眼智蛛项目团队负责人,他说的机器人是一款小型农业机器人,用多足耦合驱动替代了常规轮式结构,同时将播种机构、机械臂、监测和通讯模块等设计成自由可拆装模组,小巧灵动,智能多用途,特别适合田间地头狭窄低矮地带的套种作业。他介绍说,这款机器人除了多角度可调播种、机械臂作业外,还搭载了摄像头和多种传感器,通过云计算和边缘计算,可以快速识别多种病虫害,构建数字化智慧农田管理系统。

据悉,九眼智蛛学生团队,跨越计算机科学与技术、生物工程、软件工程、应用统计、金融学等多个学院多个专业。他们经过两年多的辛勤钻研,从计算机仿真、3D打印组装、软硬件设计,到田间地头反复试验,不断完善,成功研发出一款开创性的农业足式机器人,解决了现有农业套种作业机械化、智能化、数字化水平低的问题。

大学生为何对农机感兴趣?王浥榕和他的好搭档——来自食品和生物工程学院的耿艺帆侃侃而谈,“我们是在嵌入式系统课上认识的,他慕名来上傅老师的课,还有第二学期的物联网课,我俩搭档在了一个实验和大作业小组。”“我想让我的机器人更多智能化,”“我想让它帮我叔叔农场里干农活”,一来二去两人的思想擦出了火花。耿艺帆把食品学院的吕述纲老师和秦鑫垚师姐介绍了过来,王浥榕说动了傅均老师,一支研发、调研和指导队伍马上组建了起来。

“现在农村青壮力太少,像我叔叔那个家庭农场再过两年都找不到干活的人了。” 王浥榕说,“特别是他们在搞的油菜小麦套种,雇人的话利润很低。” 九眼智蛛团队深入调研后发现,国家为了应对农业人口老龄化、耕地减少,保证粮食安全,一直在全国推广农作物套种技术,鼓励先进智能农机研发。“立体套种,一地双收,大大提高了土地利用率,另外中.央一号文件多年连续号召研发小型高端智能农机,我想这块市场潜力很大。”

市场和兴趣是一方面,真正研发则是另一回事,这个过程充满了挑战。有时候一个方案要论证好几轮,争得面红耳赤;有时候一个难点,卡了好几天,寝食难安。不过好在傅老师和吕老师的精心指导下,化险为夷,逐一攻破。比如机器人在田间真实环境中的越障避障问题,足式驱动有其天然优势,但是一些大的坑洼和障碍物还是要尽可能避开,是采用超声波还是激光雷达,还是视觉识别,各有利弊。“最后我们选择了便宜的超声波加视觉方式,硬件上正好可以和病虫害识别模块复用” 王浥榕说,“做实际产品和平时训练还真不一样,要考虑的因素非常多。”耿艺帆也表示,通过这个项目,自己专长的机械设计可以和计算机软硬件协同设计、智能算法得到深度结合,甚至还学到了不少会计、市场营销方面的知识。“想到大家在一起拼搏的场景,就让人开心”这是团队每个人的心声。

目前九眼智蛛学生团队的农业机器人已授权了2项实用新型专利、2项外观设计专利、3项软件著作权,已申请受理了4项发明专利,研究成果得到国家杰青、长江学者等领域相关专家的点赞。团队已与杭州仙家坞农业开发有限公司、杭州临安宜养有限公司、武夷山葫呱茶业有限公司以及多家农业合作社达成合作意向,并在部分单位完成试用,获得好评,得到了多个产品订单。未来,他们将继续优化机器人技术,拓展更多功能,以满足不同农业套种场景需求,并积极寻求与更多企业和农场合作,共同推动智慧农业的发展,为实现乡村振兴与农业现代化贡献力量。