近日，应信电学院张昭教授邀请来访的美国加州大学戴维斯分校Stavros Vougioukas教授，作了题为“机器人与辅助水果收获：挑战与方向”的学术报告。

Stavros Vougioukas教授担任生物与农业工程系副主任和农业工程国际顶刊Biosystems Engineering副主编，主要研究领域为辅助收获装备、机器人收获、果园自动导航、精准产量估计和自动化产后处理装备等。信电学院副院长林建涵教授、张昭教授，来我院学术交流的孟加拉国农业大学教授Chayan Kumer Saha和部分师生出席了报告会。报告会由中国农业大学智慧农业研究中心主任李民赞教授主持。

Vougioukas教授首先对美国加州农业的基本情况进行了介绍，接着重点介绍了机器人采摘面临的几个挑战。第一个挑战是采摘率问题。提高采摘率的系统方法主要包括育种/栽培、工程技术两个方面。在育种/栽培方面，通过果树结构简单化、少叶化、少簇生化3种方法来提高可见率、检测率、可到达率；通过少簇生来提高分离率；通过增加抗破损性提高传送率。在工程技术方面，通过多视图成像、主动观察、冠层拨开3种方法可以提高可见率；通过可控光照、优化算法和数据多样性来提高检测率；通过机械设计和运动控制提高可到达率；通过夹爪设计、运动控制来提高分离率；通过优化机械设计提高传送率。

第二个挑战是机械臂采摘时间问题。机械臂采摘时间主要由定位、感知、到达、分离和传送时间组成。Vougioukas教授从育种/栽培、工程技术两个方面提出了提高机械臂采摘速度的系统方法。在育种/栽培方面，可以通过密植、减小树冠2种方法来提高定位速度；通过简化或减小树冠提高到达速度；通过减少簇生、增加抗破损性提高分离速度。在工程技术方面，可以通过机械设计和控制2种方法来提高定位速度；通过改进算法和优化硬件以提高感知速度；通过机械设计、算法优化和运动控制提高到达速度；通过夹爪设计和控制来提高分离速度和比例；通过机械臂和机械设计提高传送速度。

第三个挑战是多机械臂协同高通量采摘问题。Vougioukas教授提出当采用N个机械臂进行采摘时，其采摘速度不会增加N倍（即非线性变化）。只有当所有机械臂完全负载平衡的理想状态下，才可能实现采摘速度的增加。这是未来需要解决的一个问题。

报告结束后，张昭教授陪同Vougioukas教授一行到实验室进行参观，介绍了团队在苹果采摘末端执行器、苹果采摘机器人系统、苹果田间分级装备等方面的研究工作。