简介

智能采茶机器人分别由割刀水平控制单元、割刀高度控制单元、驾驶室、摄像机和圆弧形割刀以及行走机构控制单元、供电系统（太阳能板）构成。工作原理是首先向采茶机器人系统输入大量的茶树芽叶照片，通过处理和分析，采茶机器人就会记住芽叶的形状和纹理等，自动归纳出照片中芽叶的特征。其次是采茶机器人使用双目摄像头扫描茶叶， 实现3D定位，从而精准找到芽叶所在位置。识别、定位好茶叶芽叶后，机械臂会根据定位信息找准芽叶的叶柄，末端的小剪刀一剪，使芽叶从枝头分离，同时附在机械臂末端的负压吸管会把剪下来的芽叶吸进茶篓。

2007年起，浙江理工大学农业机器人与装备创新团队开启研发智能采摘机器人。2022年，第三代智能采茶机器人研发上线，平均采摘速度2.5秒/颗，采摘成功为率40%。2023年，第五代智能采茶机器人的识别准确率达到86%，采茶成功率在60%以上。2024年3月，第六代智能采茶机器人比2023年第五代版本提供了50%工作效率，一天可采摘干茶1.5斤。

发展历程

第一代（2019年）

2007年起，浙江理工大学农业机器人与装备创新团队开启了研发智能采摘机器人之路。2019年，第一代采茶机器人由国家茶叶产业技术体系岗位科学家武传宇带领团队研发成功。

第三代（2022年）

经过第二代采茶机器人的提升，2022年，在浙江省“尖兵”“领雁”项目支持下，陈建能带领团队加快了第三代采茶机器人的技术研发。第三代智能采茶机器人运用了深度学习的人工智能卷积神经网络模型，研究人员向系统输入大量的茶树照片，经过处理和分析，机器人通过对大量茶树芽叶图像数据的深度学习，具有茶树嫩芽自动识别的功能。同时，研究人员还给这款机器人安装了厉害的“眼睛”，扫描茶叶使用3D相机实现三维定位，使得采摘机械手能精确对准嫩芽，平均2.5秒就能摘下一颗芽叶。采摘实验表明第三代采茶机器人整机在行走过程中实现了自动识别、定位、采摘、收集，验证了现有技术路线的合理性，试验中芽叶识别率达82%、平均采摘速度2.5秒/颗、采摘成功率40%。

第四代（2022年）

第四代智能采茶机器人通过轨道可以在丘陵山地使用。

第五代（2023年）

相较于之前几代，第五代智能采茶机器人改变之一就是增加了一个机械臂。同时采用履带的方式前后移动，适应缓坡地面，实现了茶园全地形的覆盖。机器人上面还新加了六块太阳能板，可以做到自供电。第五代智能采茶机器人的识别准确率达到86%，采茶成功率在60%以上。已经实现采一颗芽叶时间在1.5秒左右，1小时可以采摘2000多颗，一天可以采4斤左右的芽叶。

第六代（2024年）

第六代智能采茶机器人在多只手的运动规划方面做了相应的提高，保证每只运动手能各司其职、相互协同完成采摘任务。在末端设计方面，也做了很大改进，真正模拟人工采摘动作，实现精准、无损采摘。第六代智能采茶机器人比2023年第五代版本提供了50%工作效率，一台机器能代替1.5个人工，也就是一台机器能够替代一个半工人，一天可采摘干茶1.5斤。

工作原理

首先向采茶机器人系统输入大量的茶树芽叶照片，通过处理和分析，采茶机器人就会记住芽叶的形状和纹理等，自动归纳出照片中芽叶的特征，输入的照片越多，机器人的知识库就越丰富，学起来也越扎实，对芽叶识别的准确率也就越高。其次，采茶机器人使用双目摄像头扫描茶叶（和人的两只眼睛一样）， 实现3D定位，从而精准找到芽叶所在位置。识别、定位好茶叶芽叶后，机械臂会根据定位信息找准芽叶的叶柄，末端的小剪刀“咔嚓”一剪，使芽叶从枝头分离，同时，附在机械臂末端的负压吸管会把剪下来的芽叶吸进茶篓。

基本构造

智能采茶机器人由7部分构成，分别是割刀水平控制单元、割刀高度控制单元、驾驶室、摄像机和圆弧形割刀以及行走机构控制单元、供电系统（太阳能板）构成。

关键技术

深度卷积神经网络识别模型

为了保证采茶的精度，智能采茶机器人引入了深度卷积神经网络的识别模型，即利用人工智能的深度学习功能，大量学习茶树芽叶图像数据，让采茶机器人学会识别茶树芽叶，同时，使用双目摄像头扫描茶叶，实现3D定位，从而精准找到芽叶所在位置。

光伏发电技术

智能采茶机器人采用了光伏发电技术，可实现24小时不间断绿色环保连续采茶。

发展趋势

随着城镇化发展和劳动力成本不断提高，未来谁种田的矛盾越来越突出。农业的根本出路在于机械化，茶叶种植也一样，因为劳动力越来越短缺，往后还是要依靠机械，从而解决目前茶农遇到的用工缺、用工贵问题。

相关事件

2024年3月21日，在浙江杭州西湖区西湖龙井原产地一级保护区的茶园里，三台智能采茶机器人同时开展采摘工作。