資料來源：西安大略大學(xué)

近10年前，當(dāng)?shù)氐哪⒐椒N植者Murray Good向工程教授Mehrdad R. Kermani提出了一個挑戰(zhàn)。Kermani和他的團隊能否開發(fā)一個自主的蘑菇采摘機器人，以解決Good和世界各地的蘑菇種植者所面臨的勞動力短缺問題？

Kermani是人與機器人安全互動領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者，他知道這是一個具有挑戰(zhàn)性的問題，可能需要時間。憑借耐心、毅力和他的研究生的幫助，他開發(fā)出了現(xiàn)在第一個商業(yè)化的同類機器人收獲系統(tǒng)的原型。

Kermani說："當(dāng)我們第一次開始這個項目時，我們沒有具體的數(shù)據(jù)或方法可以參考，我們基本上是從零開始的。"

Kermani在世界范圍內(nèi)幾個研究機構(gòu)和私人公司失敗的地方獲得了成功，他設(shè)計了一個機器人，可以在速度和質(zhì)量上與人類采摘者相媲美或超越。他還采取了一種創(chuàng)新的方法，開發(fā)了一個可以無縫集成到北美各地蘑菇農(nóng)場現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中的系統(tǒng)。

除了解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的人工短缺問題外，Kermani的努力還有助于滿足對可持續(xù)農(nóng)業(yè)的需求，目的是結(jié)束饑餓和實現(xiàn)糧食安全，這是聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中確定的一項挑戰(zhàn)。

抓取

Kermani解釋說：“讓機器人完成人類的動作并不容易，其中 "抓取 "是需要完善的更具挑戰(zhàn)性的動作之一。人類每天都在不經(jīng)意間抓取物體。在采摘蘑菇的情況下，他們可以看著一個蘑菇，確定它是否成熟，并以恰到好處的力量抓住它。”

Kermani說："如果你去一個蘑菇農(nóng)場，你首先注意到的是，蘑菇非常密集，有相當(dāng)多的蘑菇在床上生長，人類有靈巧的身手，可以輕松地抓取蘑菇。不時地，他們可能會改變他們的動作，以便正確地采摘它。這并不總是相同的動作。有時他們彎曲它，有時他們扭曲它，有時是兩者的結(jié)合。這真的取決于他們對那個蘑菇的感覺。

Kermani說："當(dāng)你把它翻譯成機器的代碼時，它不是一個非常直觀的東西。"

他的第一個原型使他能夠?qū)嶒灪屯晟撇烧獧C制，實現(xiàn) "柔軟的觸感"，避免破壞容易受傷的蘑菇--這是其他研究人員在以前的吸盤模型中沒有實現(xiàn)的方面。

Kermani的第二個挑戰(zhàn)是 "教 "機器人識別何時可以采摘蘑菇。他設(shè)計了一個視覺組件來掃描蘑菇的大小；這是決定蘑菇成熟度的關(guān)鍵因素之一。

資料來源：西安大略大學(xué)

他說："蘑菇生長得非常快，在24小時內(nèi)，它們的大小翻倍，這意味著一旦它們成熟，你就必須采摘它們。如果你太早采摘，你就得不到產(chǎn)量。如果你摘得晚了，它就不能在貨架上持續(xù)。它不像蘋果或橙子；你有一個非常有限的時間窗口。"

Kermani的機器人系統(tǒng)具有24小時輪班工作的能力，它可以掃描蘑菇，如果它沒有成熟，就會在幾小時后的適當(dāng)時刻進行記錄，以便返回。

重點的核心領(lǐng)域花了大約四年半的時間，發(fā)展到了克馬尼和他的團隊可以開始在古德的農(nóng)場測試該系統(tǒng)的地步。

Kermani說："這是一個循序漸進的過程，他認(rèn)為Good是一個具有前瞻性的行業(yè)合作伙伴，他接受技術(shù)，并在整個過程中提供關(guān)鍵的、持續(xù)的反饋。"

商業(yè)上的成功

基于Kermani研究項目的成功，Good在2014年成立了Mycionics公司，在2018年將知識轉(zhuǎn)讓給商業(yè)化。去年夏天，該公司吸引了加拿大下一代制造業(yè)（NGen）的超級集群資金，以部署和演示采集系統(tǒng)。

Kermani說："看到研究和知識轉(zhuǎn)移到解決全球重要挑戰(zhàn)的應(yīng)用中，感覺非常好，我們知道勞動力短缺，（隨著全球人口的增加），我們需要生產(chǎn)更多的食物，并使其保持可持續(xù)的價格。"

Kermani的項目隨著時間的推移而發(fā)展，從一個簡單的抓手開始，發(fā)展到一個完整的系統(tǒng)，包括一個適當(dāng)設(shè)計的機械手、視覺系統(tǒng)和一個在種植床周圍移動的機制。資料來源：西安大略大學(xué)

下一步：植物繁殖

Kermani現(xiàn)在正與安大略省拉薩爾市的一個合作伙伴合作，將他在收獲蘑菇時磨練的過程應(yīng)用于植物繁殖。

該公司種植了數(shù)以百萬計的蔬菜幼苗，這些幼苗在被運往苗圃之前必須被固定在木樁上。Kermani希望將這一過程自動化，但秧苗和蘑菇一樣，都有自己的挑戰(zhàn)。視覺系統(tǒng)必須考慮葉子的重疊，機器人機制必須考慮莖和枝的柔韌性。

他說："這些都是不容易做到的事情，但他被之前的成功所激勵。"

他說："經(jīng)過這么多年的工作，知道你能產(chǎn)生影響，有一種解脫感，一旦你開始看到知識和實踐之間的過渡，你就會被迷住。"