蘑菇采摘机器人，采摘成功率可达97%，并能有效减少碰伤

宾夕法尼亚州立大学农业科学学院的研究人员，开发了一种用于蘑菇采摘和修剪的机器人机制，并证明了其在自动收获纽扣蘑菇方面的有效性。

在一项新研究中，该原型旨在与机器视觉系统集成，表明它能够采摘和修剪货架系统中生长的蘑菇。

根据主要作者、农业和生物工程助理教授龙河的说法，这项研究具有重要意义，因为蘑菇产业一直面临劳动力短缺和劳动力成本上升的问题。机械或机器人采摘可以帮助缓解这些问题。

宾夕法尼亚州的蘑菇产业生产了全国大约三分之二的蘑菇，这里的种植者很难找到劳动力来处理收获，这是一项劳动密集型和困难的工作，该行业正面临一些挑战，因此像我们正在研究的那样的自动化收获系统将是一个很大的帮助。

纽扣蘑菇、双孢蘑菇，是一种重要的农产品。从 2017 年到 2018 年，美国总共消耗了 8.91 亿磅蘑菇，价值 11.3 亿美元。 据美国农业部称，其中 91% 用于新鲜市场，并且是手工采摘的，并能保证产品质量和外观，蘑菇采摘的人工成本占产值的15%至30%。

开发一种有效收获蘑菇的设备是一项复杂的工作。在手工采摘中，采摘者首先找到一个成熟的蘑菇并用一只手将其分离，通常使用三个手指。然后使用采摘者的另一只手的刀去除菌柄末端。有时，采摘者等到手上有两三个蘑菇时，再将它们一一切开。最后，将蘑菇放入收集箱中。机器人机构必须实现等效的拣选过程。

研究人员设计了一个机器人采摘机构，其中包括一个基于弯曲运动的采摘“末端执行器”、一个用于移动采摘末端执行器的“4自由度定位”末端执行器、一个蘑菇柄，微调末端执行器和一个电动气动控制系统。他们制造了一个实验室规模的原型来验证该机构的性能。

研究小组利用吸盘机构吸附蘑菇，并对蘑菇盖进行擦伤试验，分析气压和吸盘作用时间的影响。

最近发表在美国农业与生物工程师学会汇刊上的测试结果表明，采摘末端执行器成功定位到目标位置，第一次采摘成功率为90%，第二次采摘后成功率为94.2% .

修剪末端执行器的总体成功率为 97%。研究人员指出，与吸盘作用时间相比，气压是影响瘀伤程度的主要因素，优化的吸盘可能有助于减轻瘀伤损伤。实验室测试结果表明，所开发的采摘机制具有在蘑菇自动采摘中实施的潜力。

用于这项研究的蘑菇是在宾夕法尼亚州立大学公园校区蘑菇研究中心的盆中种植的。制造和实验在比格勒维尔的水果研究和推广中心进行。共进行了 70 次拣选测试以评估机器人拣选机制。气动系统和吸盘的工作压力分别设置为每平方英寸 80 磅和 25 磅。