采茶工不够？这位“萌新”来帮忙，采一颗芽叶要2.5秒，专家：它的进步空间还很大

钱江晚报·小时新闻记者周夏林通讯员章剑扬

春分一过，春茶到了采摘旺季，茶农们便忙碌起来，戴上斗笠，挎着小背篓，漫山遍野的茶田里，一双双灵巧的手在茶树间穿梭，采下一片片“贵如金”的明前茶。

在嵊州市三界镇的中国农业科学院茶叶研究所（中茶所）基地，有一位特别的采茶“萌新”正在练习茶叶的采摘技术，旁边站着好几位浙江理工大学的教授、中茶所的专家，认真观察并记录着它的每一个动作。

这位“萌新”什么来头，能有如此多的“大牛”站在一旁看它采茶？

它就是浙江理工大学农业机器人团队正在调试的第三代名优茶采摘机器人，能自主识别茶树芽叶，然后控制机械臂进行精准采摘。

神奇吧，这个机器采茶工竟然能分辨新长出的芽叶，它是怎么做到的？

会学习能思考的采茶机器人，能认出茶叶嫩芽

据团队负责人武传宇教授介绍，这个采茶机器人里头有一套叫做深度卷积神经网络的识别模型，通过对大量茶树芽叶图像数据的学习，可以实现茶树芽叶自动识别的功能。

用通俗的话来讲，这位采茶“萌新”就和人一样，会学习，会思考。研究人员会向系统输入大量的茶树芽叶照片，通过处理和分析，采茶“萌新”就会记住芽叶的形状和纹理等特征，自己归纳出照片中芽叶的特征，输入的照片越多，机器人的知识库就更丰富，学起来也更扎实，对芽叶识别的准确率也就越来越高。

目前，第三代名优茶采摘机器人的芽叶识别准确率可以达到82%。

除了聪明好学的脑袋，这位“萌新”还有双厉害的眼睛，第三代名优茶采摘机器人扫描茶叶使用的是双目摄像头，利用双目系统的原理，形成三维视觉，从而实现3D定位。

什么是“双目视觉”？同样是“萌新”的小时记者一脸茫然，武教授让小时记者做了一个简单的小实验，闭上一只眼睛，然后左右手分别拿着一支笔，试着让笔尖相碰……

“两支笔尖是不是不太好对上？”武教授笑着说，“这是因为我们分别用左右眼看同一个物体，可以清楚地感觉到两眼看到的二维平面图像的差异，这个差异就是我们形成三维视觉的基础，有了这左右眼图像的差异，配合大脑强大的识别匹配能力，我们就能基本确定物体离我们的距离。”

采摘机器人的双目摄像头工作原理就和人的两只眼睛一样，茶树在他眼里是3D立体的，通过深度卷积神经网络的分析和网格化的定位，能精准找到芽叶所在位置。

一剪一吸，机械臂摘一颗芽叶需要2.5秒

确定了芽叶位置，下一步就是采茶了，这时就需要用到采摘机器人的另一个法宝——机械臂。

可别小瞧采茶这个看似简单的动作，茶农采摘芽茶时，动作要“准、快、轻”，采摘时要使芽叶完整，手指不能用力；指甲不能碰到嫩芽，以免影响茶叶的品相。茶农要一次又一次地往上轻提，把芽从茶树上提出来，放进茶篓时也得小心，以免芽叶破碎。需要“捧在手心里”的茶叶嫩芽，冷冰的机械臂能胜任吗？

浙江理工大学农业机器人团队骨干老师陈建能教授告诉小时新闻记者，机械臂采茶要分两步，一剪一吸。在机械臂的末端，有一把小剪刀会根据定位信息找准芽叶的叶柄，一刀下去，芽叶分离，同时附在机械臂末端的负压吸管会将剪下来的芽叶吸进茶篓。

一般的早春一芽一叶在2厘米左右，叶柄只有3-5毫米，芽叶一般长在老叶和老梗之间，所以对机械手的操作精准度要求非常高，剪得歪了，就会破坏茶树枝梢，造成损伤，或剪下来的芽叶不完整。

目前第三代名优茶采摘机器人摘一颗芽叶需要2.5秒，一个熟练的茶农却可以做到一秒摘两颗芽叶。

陈教授说，“第一代采摘机器人摘一颗芽叶需要十几秒，现在已经快得多了，相信接下来它的速度会越来越快，未来或许能一秒摘四五颗、五六颗。”

“眼睛”会了，“手”也要跟上，“萌新”还要不断学习

目前第三代名优茶采摘机器人芽叶识别准确率能达到82%左右，平均采摘速度2.5秒/颗、采摘成功率40%，陈教授说，“这样的成功率对投入实际生产使用来说还是不够精准。”

采茶“萌新”的进步空间还很大，随着数据样本的不断增加，芽叶识别的准确率会越来越高。

中茶所专家李杨博士告诉小时新闻记者，茶树作为经济作物，机械化的起步比水稻这些粮食作物要晚，相比茶树，水稻小麦这些作物的收割相对简单，茶叶实在太小且过于柔嫩，而茶山茶园的环境也很复杂，光线、温度、风力都要考虑到。

目前这一技术正在基地内341亩茶园中试推广，该基地有望成为国内首批智慧茶园，未来等技术完全成熟，将会在嵊州大面积推广。

对于采摘机器人，科研团队还有很多设想。现在的机器人是靠搭建在茶树旁的两条轨道上移动的。未来，采摘机器人说不定能像无人机一样飞起来，脱离轨道限制，在机器的背部可以安上太阳能电池，那样能源的问题也可以得到解决……

“采茶仙子”变成了“采茶奶奶”，采茶手艺想由采茶机器人来“继承”

第三代名优茶采摘机器人是由浙江理工大学牵头、中茶所参与的浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划课题。

其实用机器人来采茶这个构想在几年前被提出来了，2019年，浙江理工大学教授武传宇（现浙江省科协副主席）受聘国家茶叶产业技术体系智能化采摘岗位科学家，带领浙江理工大学团队研发了第一代采茶机器人。

近两年得益于深度学习人工智能、深度相机和采摘末端执行器三大核心技术的成熟，使得采摘机器人实现技术上的突破，到现在已经是第三代了，预计在未来一台机器能够替代3到5个人工作业。

浙江理工大学研发团队

那么当初为什么会萌生研发采摘机器人的想法呢？

茶产业的采茶用工一直是个大难题，随着城镇化发展和劳动力成本不断提高，茶产业的用工矛盾越来越突出，茶园常常面临茶叶到了采摘标准却无人采摘，找不到熟练采茶工的问题。

小时新闻记者了解到，一个熟练的采茶工一天大约可以摘3斤名优茶鲜叶，以绿茶为例，1克绿茶大约需要112颗芽头，一次采摘1个芽头，一斤茶需要采摘56000次，泡3克茶需要这双手在枝头上采摘336次。

很多采茶工往往天刚亮就出门采茶，天黑的时候才回家卖茶，采茶的时间基本都在八九个小时，其中的辛苦可想而知。

中茶所嵊州基地负责人章剑扬主任说，现在的年轻人都不愿意采茶了，采茶都是在地里，采摘标准要求高，工作时间也长，太辛苦了。原来那些“采茶仙子”都渐渐变成了“采茶奶奶”，没有年轻人加入进来，以后茶叶熟了谁来采，这是个亟需改变的产业痛点。考虑用“萌新”来代替“采茶奶奶”，今后必然是个趋势，相信在不久的将来，就能够实现，并得到推广普及。

【新闻+】

嵊州是全国最大的龙井茶生产基地，共有21万亩茶田，年产龙井茶6800吨，占浙江省龙井茶总产量的三分之一，享有“龙井茶，嵊州炒”的美称。

嵊州市农业农村局茶叶科科长汪新贵介绍，去年（2021年）茶叶总产量2万吨，现在像乌牛早、越乡龙井都陆续上市了。

汪新贵说，因为今年春节后的气温突然升高，部分平原地区的茶树都提前长新芽了，所以今年名优茶的产量相比往年会略低一些。

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