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伴隨著春雷和春雨，氣溫驟升，杭州西湖龍井茶的采摘進入高峰期。在西湖龍井原產地一級保護區的茶園裏，一位采茶阿姨正在與全電力驅動的智能采茶機器人「比拼」采茶。來自浙江理工大學的科研團隊則在茶園邊密切觀測著電腦數據。
頂著太陽能光伏板、靠履帶在茶園「行走」的采茶機器人，已歷經5年的研發，目前叠代到第六代。采茶機器人使用網絡攝影機拍攝茶壟照片，透過AI演算法對符合采摘標準的芽葉實作3D定位，再用機械臂剪下芽葉，經由負壓吸管吸進暫存盒中。在最新的一次硬件升級中，采茶機器人從兩支機械臂增加到4支機械臂、從兩台固定辨識相機改為一台移動辨識相機，不僅提升了工作效率，還將硬件的費用降低了約25%。
比賽結束，機器人采得的芽葉比人工略少，芽葉裏混著幾片大葉，相比而言人工采摘的芽葉更為勻稱。不過，采茶機器人可在夜間、小雨天氣下工作，基本可替代1.5個采茶工，每天采摘五六斤茶青。由於采用整機全電驅動，它對茶園沒有汙染，僅需一台筆記電腦的算力就足以支持工作。
過去，茶葉采摘幾乎全靠人工完成，尤其是名優茶、明前茶，茶青價格高、采摘期短且密集。去年浙江省采茶工約158萬人，平均年齡超過65歲。年輕人很少願意從事辛苦且季節性明顯的采茶工作。
國家茶葉產業技術體系崗位科學家、農業機器人研發團隊負責人武傳宇教授介紹，智能農業機器人是一個市場極大的產業機會。茶葉、水果、藥材等都有機械化采摘需求，采茶機器人是其中市場最廣泛、價值最大、難度最大的套用。「茶葉的采摘要求在毫米級，如果它能成功，做水果采摘就容易了。」武傳宇說。
因為曾成功研發高速水稻插秧機，浙江理工大學科研團隊在研發智能采茶機器人時，獲得了農業農村部、財政部等部門的支持。一名教師介紹，國外農業機器人的水平很高，但不研究采茶機器人。在這條賽道上，中國有四五十支隊伍，浙江理工大學團隊是唯一實作下田實驗的。2023年，第五代智能采茶機器人在影像辨識和精準定位上的準確率都超過90%，采摘質素達到中端龍井茶的標準。
目前，該研發團隊有20多名教師、200多名學生，其中不少研究生是00後。除了研究采茶機器人外，他們還研究蘋果采摘、草莓采摘、蓮蓬采摘、中藥材采摘等。
每次完成測試後，就有學生蹲在田埂邊，對機器人采下的芽葉手工計數。博士後李亞濤從讀博開始就參與了采茶機器人研究。測試完成後，他要挑出不符合標準的芽葉，單獨封裝，做好標記，並找到這個標本在電腦上的數據，逐一對應，再帶回實驗室分析改進。
采茶機器人裏有一套深度摺積神經網絡的辨識模型，透過對大量茶樹芽葉影像數據的學習，可以自動辨識茶樹芽葉。團隊成員賈江鳴副教授曾帶著學生對數千張圖片進行人工標註，每張圖片標註需要3-10分鐘。不同茶葉品種的葉型都不一樣，同一地塊、同一品種的茶葉每年長得也不一樣，辨識率都會受到影響。
「說采茶機器人聰明也可以，說它笨也可以。」一名參與專案多年的科研人員介紹，前兩天測試時忽遇疾風驟雨，機器辨識準確率從90%降到30%。這時就要調整參數，修改程式碼，讓機器進行「再學習」。大家搶著搬機器，淋得渾身濕透。
因為長期在田間工作，團隊黨支部書記陳建能教授曬得皮膚黝黑。他總覺得時間太寶貴了，每年春茶季短短20天左右，秋茶季趕去外地做實驗，一年下來也只有兩次叠代的機會。
眼下，有3台采茶機器人正在西湖龍井原產地一級保護區裏進行測試。一名研究人員告訴記者，一壟茶葉春茶季的產值約10萬元，中國農業科學院茶葉研究所給了研究團隊極大支持——不收租金。
據悉，智能采茶機器人是浙江省農業「雙強」重點突破試點專案和「領雁」研發攻關計劃專案的研究成果。浙江省山區26縣擁有大面積的茶園，發展茶產業關系著當地農民的增收問題，也能有效助力浙江高質素發展建設共同富裕示範區。
陳建能說：「這幾年，我們將采茶機器人從‘不可能’變為‘可能’，從‘可能’變為‘可用’，未來將致力於實作‘好用’，為農業新質生產力發展貢獻力量。」
本報杭州3月27日電
中青報·中青網記者 蔣雨彤 來源：中國青年報
