杭州西湖龙井茶的采摘进入高峰期 智能采茶机器人自动采茶

伴随着春天的雷声和春雨，气温骤升，杭州西湖龙井茶的采摘进入了高峰期。在这个时节，西湖龙井茶园里到处都是采茶工人们忙碌的身影，他们的手中拿着茶篮，沿着茶树间的小道穿梭，采摘着最嫩的茶叶。在西湖龙井原产地一级保护区的茶园里，一位采茶阿姨正在与全电力驱动的智能采茶机器人进行“比拼”。智能采茶机器人配备了高精度的传感器和算法，能够实时监测茶树生长状态和茶叶采摘情况，并自动调整采茶参数，提高采摘效率和茶叶品质。采茶阿姨则需要依靠自己的经验和感觉，掌握好采茶时间和节奏，确保茶叶的质量和口感。来自浙江理工大学的科研团队也在茶园边密切观测着电脑数据，对茶叶采摘情况进行实时分析和评估。

这款名为“太阳茶园机器人”的采茶机器人，采用了太阳能光伏板供电，以及履带式的设计，使得它可以在茶园中自由地行走。这款机器人已经经历了5年的研发，如今已经迭代到了第六代。该机器人使用了摄像头来拍摄茶垄的照片，通过AI算法对照片中的茶叶进行3D定位，以便准确地确定哪些茶叶符合采摘标准。然后，机器人使用机械臂来剪下这些茶叶，并将它们通过负压吸管吸进一个暂存盒中。在最近的一次硬件升级中，该机器人从两支机械臂增加到了4支机械臂，使得它可以更加高效地采摘茶叶。此外，机器人的固定识别相机也已经被升级为一台移动识别相机，可以让机器人更加准确地识别出哪些茶叶符合采摘标准，从而提高了采摘的效率。除此之外，该机器人的硬件费用也降低了很多。通过采用更加高效的采摘方式和最新的硬件技术，该机器人的生产成本降低约25%。这使得这款机器人变得更加实用和经济，可以为茶园带来更多的收益。

比赛结束，机器人采得的芽叶比人工略少，芽叶里混着几片大叶，相比而言人工采摘的芽叶更为匀称。不过，采茶机器人可在夜间、小雨天气下工作，基本可替代1.5个采茶工，每天采摘五六斤茶青。由于采用整机全电驱动，它对茶园没有污染，仅需一台笔记本电脑的算力就足以支持工作。

过去，茶叶采摘几乎全靠人工完成，尤其是名优茶、明前茶，茶青价格高、采摘期短且密集。去年浙江省采茶工约158万人，平均年龄超过65岁。年轻人很少愿意从事辛苦且季节性明显的采茶工作。

国家茶叶产业技术体系岗位科学家、农业机器人研发团队负责人武传宇教授介绍，智能农业机器人是一个市场极大的产业机会。茶叶、水果、药材等都有机械化采摘需求，采茶机器人是其中市场最广泛、价值最大、难度最大的应用。“茶叶的采摘要求在毫米级，如果它能成功，做水果采摘就容易了。”武传宇说。

因为曾成功研发高速水稻插秧机，浙江理工大学科研团队在研发智能采茶机器人时，获得了农业农村部、财政部等部门的支持。一名教师介绍，国外农业机器人的水平很高，但不研究采茶机器人。在这条赛道上，中国有四五十支队伍，浙江理工大学团队是唯一实现下田实验的。2023年，第五代智能采茶机器人在图像识别和精准定位上的准确率都超过90%，采摘质量达到中端龙井茶的标准。

目前，该研发团队有20多名教师、200多名学生，其中不少研究生是00后。除了研究采茶机器人外，他们还研究苹果采摘、草莓采摘、莲蓬采摘、中药材采摘等。

每次完成测试后，就有学生蹲在田埂边，对机器人采下的芽叶手工计数。博士后李亚涛从读博开始就参与了采茶机器人研究。测试完成后，他要挑出不符合标准的芽叶，单独封装，做好标记，并找到这个标本在电脑上的数据，逐一对应，再带回实验室分析改进。

采茶机器人里有一套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，可以自动识别茶树芽叶。团队成员贾江鸣副教授曾带着学生对数千张图片进行人工标注，每张图片标注需要3-10分钟。不同茶叶品种的叶型都不一样，同一地块、同一品种的茶叶每年长得也不一样，识别率都会受到影响。

“说采茶机器人聪明也可以，说它笨也可以。”一名参与项目多年的科研人员介绍，前两天测试时忽遇疾风骤雨，机器识别准确率从90%降到30%。这时就要调整参数，修改代码，让机器进行“再学习”。大家抢着搬机器，淋得浑身湿透。

因为长期在田间工作，团队党支部书记陈建能教授晒得皮肤黝黑。他总觉得时间太宝贵了，每年春茶季短短20天左右，秋茶季赶去外地做实验，一年下来也只有两次迭代的机会。

目前，有三台采茶机器人正在浙江省杭州市西湖龙井原产地的一级保护区内进行测试。一名研究人员表示，一垄茶叶在春季的产值大约为10万元人民币，中国农业科学院茶叶研究所为研究团队提供了极大的支持，并不收取租金。

据报道，智能采茶机器人是浙江省农业“双强”重点突破试点项目和“领雁”研发攻关计划项目的研究成果。浙江省山区26县拥有大面积的茶园，发展茶产业关系着当地农民的增收问题，也能有效助力浙江高质量发展建设共同富裕示范区。智能采茶机器人的使用可以大大提高采茶效率和质量，减少采茶过程中的劳动强度和安全风险。此外，通过智能化管理和数据分析，茶园的生产效率可以得到显著提高，茶叶的品质也可以得到进一步的保证。智能采茶机器人的推广和应用，不仅可以提高茶农的收入，而且也可以促进当地茶产业的可持续发展。在机器人的帮助下，茶农可以更轻松地完成采摘工作，同时也可以更精确地控制茶叶的品质和采摘时间。这将有助于提高茶叶的质量和产量，增加茶农的收入，促进茶产业的发展。