伟景智能：立体视觉技术助人形机器人“脑眼手协同”采摘_绿雕产品

　　优越的天气特征情况使陕西省成为优质水果的重要产地。在陕西省某苹果种植园内，一位特殊的“打工人”正忙不迭地采摘树上熟透的苹果。

　　在农村社会中流传着这样一句话：种粮一年不如外出打工一月。近年来，农业劳动者收入低下一直是我国悬而未决的难题，大部分青壮年农村人口选择进城务工，导致农村地区的老龄化程度远超全国中等水准。目前，农村种地主力军的平均岁数已接近60岁。国家格外的重视新时代“三农”工作，发出重农强农的强烈信号。北京伟景智能科技有限公司（以下简称“伟景智能”）推出全球首款智能人形采摘机器人“晓唯”，帮助解决“谁来种地”的问题。

　　这款人形采摘机器人在真实的操作中展现了极强的自主性，从接收声音命令、辨识视觉对象，到规划摘取路径及精准操控机械臂，整一个完整的过程衔接紧凑、流畅自然。它可以全天候工作，工作效率与准确性相当于一名采摘熟练工，是一款真正能够投入应用的人形采摘机器人。

　　伟景智能创始人董霄剑认为，自动化向智能化的转变是新一轮产业变革的深刻要义，而立体视觉技术则是人机一体化智能系统的“台风眼”。他表示：“以人工施教为基础的设备不能被称为智能，智能设备应该能像人一样，基于立体视觉的感官信息，从环境中学习知识，从而学会在场景中操作，这是所谓的Nature Learning，也是人形机器人应该具备的技能。”

　　抱着研发人形机器人的初心，董霄剑在成立伟景智能之初，便全身心投入到立体视觉相机的研究中。2017年，伟景智能进一步拓展业务范畴，正式进军人形机器人领域，以农业为重点突破口，逐步探索人形机器人在工业、服务业等多个领域的纵深应用。伟景智能的人形机器人研发之路就此拉开帷幕，伟景智能成为国内第一家掌握立体视觉核心技术，同时拥有人形机器人产品的高新技术企业。

　　伟景智能生产研发的“晓唯”在各展会频频露面，引发观众极大热情，但出于人形采摘机器人概念超前等缘故，也不免出现一些质疑的声音，这些质疑大多数来源于三个方向。

　　答案是“不存在”。近几年，果蔬采摘需求慢慢的受到科研院所的关注，形形的单臂和双臂采摘机器人，如雨后春笋般出现在各大农业机器人比赛擂台和试验基地上。综合果蔬识别、立体采摘、运输需求和集中控制的需求，伟景智能以“双目识别+双臂+移动AGV基座”的形式，开启了初代采摘人形机器人的研发。

　　机器人的头部是双目视觉摄像头的载体。伟景智能拥有成熟的工业视觉解决方案，只需将工业用RGBD彩色立体相机稍稍调整，就可以搭载至机器人的头部，大景深、大视野、高速度、高精度、抗强光、抗反光的性能优势被同步继承至人形机器人的双目中。同时，团队还在一直在优化视觉算法，提高相机的识别精度和响应速度，以满足机器人复杂场景下的应用需求。

　　双臂和灵巧手的研发也并非多余。伟景智能研发团队致力于使“晓唯”精通各类果蔬的采摘，包括“一串多果”的葡萄。人形机器人将右手持剪刀，左手接取，像人一样将葡萄采摘下来。此外，在果园种植流程中，伟景智能期望“晓唯”能够尽可能参与到套袋、剪枝，以及采摘不同大小形状的果蔬环节中，例如海南芒果采摘、雄安西红柿采摘和陕西冬枣采摘等，确保机器人全年没有农闲时间，以创造最大的经济效益。

　　AGV基座必不可少。果树间距逼仄，两台机器人并行困难，伟景科技将仓储运输小车集成至人形机器人的移动底座中，一方面赋予采摘机器人自主移动的能力，另一方面省去了调配采摘和运输生产节拍的时间。

　　答案是“能”。人形机器人的工作效率可以拆分为识别速度、运动摘取速度和漏摘率。当前，“晓唯”配备的双目视觉相机可提供15帧的全画幅彩色立体图像，未来图像帧率可提升至30帧，帮助机器人的图像识别、下达指令、机械臂移动和灵巧手抓取过程更流畅连贯，信号链路延迟程度更小，抓取更稳、不易掉落。董霄剑介绍道：“目前，机器人双目识别到一枚果实仅需500ms以内。”

　　在研发第二代采摘机器人时，伟景智能研发团队将第一代轮式的设计改为人形机器人和AGV的复合设计，中间以丝杠升降系统相连接，扩大机器人的作业高度范围。第三代“晓唯”已进化出可伸缩“双腿”，进一步拓展手臂作业空间，下可触及地面，上可摘取2m以下的果实，单臂负重也从3kg提升至8kg，单只灵巧手的自由度从6提升至9，极大的提升了人形机器人的可靠性。

　　答案是“不会”。坏果率与机器人的抓持姿态和收纳方式息息相关。在抓取之前，机器人转动“脖子”，双目视觉会先一步判断抓取对象的位置和大小，精度可达0.5mm，抓握住之后，每部灵巧手搭载的六枚阵列式传感器，会判断对象的软硬程度和摩擦力，以调整至最佳抓取姿态。粗暴的果实收纳方式将导致坏果率的提升，伟景智能研究团队已将采摘对象的收纳方式作为研发突破点之一。

　　在成本没有增加的情况下，第三代人形采摘机器人增强了负重能力，七自由度的机械臂使得机器人的采摘姿态更为丰富，可以遵循任意路径到达目标采摘对象，选取最佳采摘手法摘取果实。

　　陕西省苹果产值约占全国苹果总产值的25%，全球每三杯苹果汁中就有一杯产自陕西，伟景智能采摘人形机器人的实地测试就在陕西省某苹果种植园中进行。

　　据董霄剑介绍，陕西省规模种植苹果要求植株高度低于1.5m，行间距为4m标准值。无独有偶，陕西是全国冬枣主要产地之一，由陕西省市场监督管理局发布的《冬枣绿色生产标准综合体》对冬枣的标准化种植做出严格规定：主干形冬枣株距1.0m，行距2.0~2.5m，树高1.8~2.0m；开心型冬枣株距1.5m~2.0m，行距2.5~3.0m，树高1.4~1.6m。具有一定规模的优质果园，必须为诸如割草机、喷药机、运输车等农械预留行驶空间。不符合标准要求的果园无法搭上智能农机的“便车”，只得采用人工采收的方式，终会被现代化农业生产模式淘汰。

　　伟景智能CEO董霄剑表示，新产品的问世往往伴随争议，更何况是实用价值一直不被看好的人形机器人。诚然，当前人形机器人的研发处于“叫好不叫座”的尴尬境地，但是技术空白、市场需求和投资方向纷纷指向人形机器人赛道的情况并不是巧合。未来5年~10年，雇佣人形机器人从事果蔬采摘的工作将成为大势所趋。当农村劳动人口告急已为时已晚，企业要提前布局，在产品被大规模使用之前，做好迭代、测试和补牢。