“使用無(wú)人機(jī)采摘效率大幅提升，有效保證了鮮茶葉質(zhì)量。期待這項(xiàng)技術(shù)能夠盡快投入實(shí)際應(yīng)用，為茶農(nóng)帶來(lái)更多好處……”體驗(yàn)過(guò)河南理工大學(xué)研發(fā)的無(wú)人機(jī)智能采茶系統(tǒng)的茶農(nóng)紛紛豎起大拇指。
近日，一項(xiàng)改變傳統(tǒng)采茶方式的新技術(shù)正悄然興起。來(lái)自河南理工大學(xué)的師生組成的“飛采云茶”團(tuán)隊(duì)，首創(chuàng)了基于高光譜識(shí)別的智能無(wú)人機(jī)采茶系統(tǒng)，正解決采茶行業(yè)所面臨的棘手問(wèn)題，他們用實(shí)際行動(dòng)助力社會(huì)生產(chǎn)與發(fā)展，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)注入新活力，推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)走向智能化，為茶產(chǎn)業(yè)振興和鄉(xiāng)村振興貢獻(xiàn)青春智慧。
初心萌芽創(chuàng)意啟航。長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)人工采茶方式的低效性一直是制約茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題之一。在一次暑假期間，該團(tuán)隊(duì)學(xué)生深入茶園開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)茶葉采摘環(huán)節(jié)中傳統(tǒng)的手工采摘效率低下、勞動(dòng)成本高、名優(yōu)茶生長(zhǎng)采摘期短等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)查閱大量資料，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)目前采茶工大多為中老年人。在采摘過(guò)程中，特別是在特殊陡峭的地勢(shì)條件下，他們?nèi)菀装l(fā)生諸多意外。針對(duì)以上問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)下定決心研發(fā)一款主要聚焦于高山名優(yōu)茶種高效采摘的采茶機(jī)械，這也是河南理工大學(xué)師生團(tuán)隊(duì)研發(fā)該產(chǎn)品的初心。
潛心鉆研千錘百煉。據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，在經(jīng)過(guò)反復(fù)試錯(cuò)嘗試后，他們決定采用無(wú)人機(jī)為整體機(jī)械架構(gòu)。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)百余次市場(chǎng)調(diào)研、實(shí)地試飛測(cè)試、產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)、線下交流討論和專業(yè)老師指導(dǎo)，先后前往河南信陽(yáng)近十個(gè)核心產(chǎn)區(qū)和茶葉種植基地，走訪近百家茶農(nóng)，最終自主研發(fā)出了第三代基于高光譜識(shí)別的智能無(wú)人機(jī)采茶系統(tǒng)。采茶無(wú)人機(jī)憑借先進(jìn)的高光譜識(shí)別技術(shù)和改良蟻群算法規(guī)劃最佳路徑以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的虹膜剪切機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)茶芽的精準(zhǔn)識(shí)別、迅速采摘。
技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)紛呈。目前世面上的大部分采茶機(jī)械主要都是針對(duì)大宗茶進(jìn)行采摘，且采摘效率和成功率均有待提升，而“飛采云茶”則通過(guò)獨(dú)有的高光譜識(shí)別技術(shù)、虹膜剪切機(jī)構(gòu)、傘系擋風(fēng)裝置等協(xié)同合作，大大提高了采摘效率。目前，無(wú)人機(jī)識(shí)別精度可高達(dá)百分之九十以上，比初代產(chǎn)品精度提高了二十余個(gè)百分點(diǎn)；采摘一芽名優(yōu)茶所需的時(shí)間較初代產(chǎn)品節(jié)約了三分之一左右；采摘成功率和采摘完整度與世面上同類采摘機(jī)械相比遙遙領(lǐng)先。作為市面上首個(gè)無(wú)人機(jī)采茶系統(tǒng)，其特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)可適應(yīng)高山丘陵等復(fù)雜地理環(huán)境。此外，該系統(tǒng)還配備了智能供換電裝置和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，以便隨時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況。
經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。團(tuán)隊(duì)從項(xiàng)目研發(fā)至今歷經(jīng)六次實(shí)地采摘試驗(yàn)，將無(wú)人機(jī)采摘與人工方式進(jìn)行了全方位對(duì)比。其中，團(tuán)隊(duì)在杭州西湖龍井村進(jìn)行了三畝茶田的試驗(yàn)采摘，預(yù)計(jì)與人工相比節(jié)約成本近五成。采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)，不僅可以大大提高采摘效率、降低成本，此外，由于避免了因天氣變化導(dǎo)致的采摘延誤風(fēng)險(xiǎn)，茶農(nóng)們的收益也將變得更加穩(wěn)定可靠。
實(shí)際應(yīng)用指日可待。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至目前，產(chǎn)品已與多家茶葉合作社成功簽訂3份采摘意向合同和1份產(chǎn)品聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，覆蓋面積達(dá)近千畝，涉及金額達(dá)二百余萬(wàn)元，預(yù)期明年將投入大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。據(jù)茶農(nóng)反饋，使用無(wú)人機(jī)采茶可以有效解決采摘旺季人工效率低、采摘不及時(shí)等原因造成的浪費(fèi)，以及在高山丘陵等復(fù)雜地形下采摘容易發(fā)生危險(xiǎn)等問(wèn)題。他們期待“飛采云茶”能早日投入實(shí)際生產(chǎn)，以滿足當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)名優(yōu)茶葉的需求。
