这个月，华盛顿州美洲豹队将在烤架上对阵他们的宿敌华盛顿哈士奇队。获胜者将获得令人垂涎的苹果杯和在西北太平洋地区炫耀的权利。

然而，华盛顿州生物系统工程副教授Manoj Karkee博士在每年的这个时候关注的是苹果园而不是足球场。他正在开发一种摘苹果的机器人系统。

这很重要，因为苹果在华盛顿是一个大产业。每年，加州出产的这种松脆香甜的水果价值超过50亿美元。

华盛顿每年收获多达180亿苹果，但采摘是一项劳动密集型工作。果园主人经常找不到足够的人来采摘蜜脆、红香等品种。

Karkee与精密和自动化农业系统中心(CPAAS)合作，专注于农业自动化和机器人的控制、机器视觉和传感技术。

“[目标是创造]精准农业、农业机械化、自动化和机器人技术方面的新解决方案，以支持华盛顿的特种作物产业，”Karkee说。“(我们的目标是)提高质量和产量，减少人力劳动的使用，同时改善其他工人的工作环境。”

许多类型的农业应用可能很难实现自动化。Karkee指出:“由于高度不确定性和多变的室外天气条件，开发可靠的机器人解决方案具有挑战性。

“采摘苹果、修剪红覆盆子藤和杀死蔬菜作物中的杂草是开发商业上可行的机器人一直具有挑战性的一些具体例子，”Karkee补充说。“包括CPAAS在内的世界各地的工程师近年来在这些领域非常活跃，我们希望在不久的将来，其中一些任务将实现自动化。”

对于苹果采摘应用，卡基和他的同事们一直在试验一种机器，这种机器动作温和，采摘速度足够快，在经济上可以用于商业用途。

卡基解释说:“与工厂和其他工业应用不同，苹果需要一个足够精密的系统，在摘苹果时不会碰伤它，同时还能绕过树枝、树叶和其他障碍物。”

“这就是为什么它比工业应用中的机器人更具挑战性，”卡基补充说。“这需要更有创意的解决方案才能在果园里实现。

Karkee说:“我们工作的主要重点是创造新的知识、工具和技术，以帮助提高机器人苹果收获系统的健壮性、效率和速度，同时将成本保持在可承受的水平。”

卡基和他的同事最近开发了一种用于采摘和收集水果的双机器人协作系统。它有两只手臂和两只手，像人类一样灵巧地抓住并把苹果从树上扭下来。一组手臂和手用于采摘，而另一组收集水果。

该机器人有七个马达，并使用了一个立体视觉传感器。它的视觉系统包括摄像机和传感器来捕捉树的图像。通过算法识别颜色、形状和质地，它将苹果与植物的其他部分区分开来，并确定水果的位置，这样就可以指导机械臂进行采摘。

“我们一直在与FFRobotics(一家开发和商业化机器人收割机的公司)合作，进一步推进这项技术，并有可能将其商业化，”Karkee说。“我们也进行了初步讨论，并为另一家初创公司(Abundant Robotics Inc.)提供了一些合作支持，该公司试图将一种不同类型的机器人收割机商业化。”