2050年，我们需要500万个机器人来采摘水果。

不久前的世界

机器人发布会上，一个农业采摘机器人的展台吸引了围观者。”它可以模仿人手摘水果.”现场工作人员介绍了机器的工作原理。手臂前端柔软的蓝色爪子轻轻抓住猕猴桃，然后来回摆动爪子，将猕猴桃从藤蔓上“掰”下来，摘下来的猕猴桃顺着软管滑落到小篮子里。人基本上可以用手摘水果，但是机器人摘不容易。这是农业自动化领域的一个难点环节。难点主要有三点：首先，需要准确定位果实在枝叶遮挡下的位置，识别哪些果实已经成熟可以采摘，然后以不损伤果实的方式采摘。同样是近年来，采摘机人才取得了一些产业突破，在美国和以色列分别诞生了一些该领域的明星公司。但从实验室到农场，采摘机器人作为人力的替代品，需要解决的远不止技术问题3354。成本和效率是采摘机器人商业化的痛点。文章中的参展商，杭州乔戈里公司的销售经理朱功告诉极客公园，他们已经经营了三年多。在此之前，该设备并未进入市场，而是以半合作半销售的形式提供给一些科研院所和政府机构。

“也是近期。我们感觉有一些迹象，人们会考虑(购买设备而不是劳动力)。在谈到展会的契机时，该负责人表示，“我们也准备做一个考察，看看大家对采摘机器人的想法和需求。01小采摘大需求采摘是水果生产链中最耗时耗力的环节。果农的经营成本中，雇佣采摘工的成本占50%~70%。但当今劳动力市场的背景是：农业劳动力向其他行业转移，人口老龄化加剧农业劳动力短缺，雇佣农业工人的成本逐渐增加。以色列采摘

机器人公司TEVEL Aerobotics Technologies官网标着几个数据：到2050年，人口增长40%，水果产量需要翻一番；到2050年，农业就业人数将减半，导致短缺500万名水果采摘者，进而导致全球超过10%的水果无法收获(相当于欧盟一年的消费量)。拣选过程中的“机器换人”并不是伪需求，这也解释了为什么有些公司愿意在这个领域投入时间和精力。20世纪60年代，在

工业机器人年初，美国学者SchertzCE和BrownGK看到了机器人在人力替代方面的潜力，提出将机器人技术应用于水果采摘。但是，最初的机器拣选是“粗糙”的。果树采摘前

应用最广泛使用的方法是休克法。机器开到果树下，反复敲打树干，把果子摇下来。这种方法可能会损伤树木，也会导致果实在掉落的过程中被其他果实和树枝损伤。破损的水果不仅很难卖出高价，也很难保存。水果采摘需要更精准、更安全的技术。随着机器人视觉、人工智能等技术的进步，一批技术研究人员和初创公司投入研发更加自动化、智能化的采摘机器人。美国初创公司AbundantRobotics用机器人摘苹果。

视频在网上轰动一时。它采用了真空采摘的方法。整个机器就像一个大型的“吸尘器”，设备吸的是经过鉴定的熟苹果。用“吸”代替“刮”，减少了对苹果皮的损伤，也将单个苹果的采摘时间控制在2秒，大大提高了机器采摘的效率。和丰润一样，Geogory代的产品都采用真空抽吸的方式。然而，为了提高设备的兼容性和利用率，他们并没有将采摘对象固定在某一类别上，而是希望更换末端的执行器后，设备能够采摘多种水果。他们在测试中发现，苹果、猕猴桃等较硬的水果可以接受真空抽吸，但遇到草莓、西红柿等较软的水果时，在抽吸过程中很容易对水果造成损伤。如何轻柔地采摘水果一直是采摘机器人的重要研究课题。英国普利茅斯大学的研究机构FieldworkRobotics开发了一种覆盆子采摘机Robocrop。Robocrop的机器人手上使用了柔软的缓冲材料，夹子下面放置了压力传感器，以确保在施加力的时候水果不会受到损伤。Jogori的*代产品上还增加了软爪结构，不仅可以不压坏果实，还可以进行除吮吸以外的拉、掰等操作。然而，虽然机械手可以应用于多种水果采摘方式，但机械手的操作时间比吸法长，通常需要6~7秒。2021年，以色列的TevelAeroboticsTechnologies获得了RBR50机器人创新奖，他们在水果采摘中使用了无人机。他们为每架无人机配备了用于定位和识别的视觉系统，以及用于采摘的机械臂和抓手。无人机从连接的地面控制车辆获得动力，同时也将采摘的水果放在采摘平台上。更小更灵活的无人机还可以飞到树梢上采摘，更加方便。机器采摘的技术一直在进步。在学习了近万张猕猴桃的照片后，Jogori的机器人可以像经验丰富的果农一样，根据猕猴桃的质量和大小进行分类，准确率高达90%。经过三年多的研发，现在他们的设备可以采摘猕猴桃、苹果、西红柿、草莓和梨。可能还存在一些未解决的问题，比如由于树叶遮挡无法识别水果，机械臂结构复杂，导致采摘单个水果的时间较长。但是，随着人工智能技术的进步和越来越多创新者的参与，技术问题将会得到更快的解决。02农机智能化需要农学的配合。2019年1月，Jogory智能采摘机器人项目立项后，被列为浙江省R&D重点项目。它还有一个标签，即*根据我国水果种植现状研发的采摘机器人。朱传达了在中国做采摘机器人更难的想法。“市面上的一些，比如小番茄、小黄瓜，都是比较标准的，大部分我们都能做。朱功谈到了一个种植标准化的问题。现在机器采摘的比较成熟的品类是草莓和小番茄。它们是高度标准化的作物，在立体种植中，果实下垂，容易被机器采摘。而且草莓这种根茎很长的作物，也可以直接从根部收割，避免压碎破坏果实。高架栽培模式是“荷兰式种植”的体现，通过从种植到采摘、运输的一整套配合，实现了高度的自动化和机械化。国外种植的标准化，一定程度上减少了采摘过程中的很多困难。”像国外植物之间的距离，比方说10厘米，就是10厘米，不多也不少。这也是我们机器人的一个好条件。采摘的时候，我们只需要设定它的路径和节拍。国内采摘机器人难做的原因不仅是人工成本低，还有标准化种植水平相对较低。

一些国内公司也选择从种植更标准化的品类入手。比如多才科技选择了草莓采摘机器人。2019年，在丰裕的采摘机器人驶入TG农场之前，一件有趣的事情竟然发生了：TG花了4年时间将苹果树“训练”成墙的形状，这样苹果就可以在一个平面上生长，供丰裕的机器人采摘。显然，不是每个人都能做到这一点。虽然听起来很极端，但也说明了一个事实，机器人和环境是相互成功的。只是智能机器人农业的一个小分支，智能农业的实现需要农机和农学的配合。幸运的是，标准化种植的趋势也正在中国兴起。据朱功介绍，他们的一些客户在扩张的时候已经考虑过直接建设智能农场，标准化种植品种，方便后续整套管理和采摘。对于养殖户和搭建智慧农场的平台来说，除了种植的标准，增加种植的种类也是大趋势。果蔬采摘期相对有限，如苹果2个月，草莓1个月。如果一个拣货设备只用于一个设备拣货，其他时间都是空闲的。以一年为单位，雇佣临时拣货员的成本可能比购买一件设备更划算。在与客户打交道的过程中，朱功和他们还发现，一些客户有同时种植不同水果的迹象，确保一年四季都有可以采摘的种类。像Jogory这样的采摘机器人厂商也在采摘机器人上集成了更多的功能，把设备的功能*化，尽可能的覆盖作物生长的全过程。目前，他们的设备计划通过更换末端的执行器来完成套袋、授粉和喷洒。03价格，采摘机器人商业化的痛点“如果这次疫情没来，我们不会考虑这么快推这个设备。据朱功介绍，在Jogory，一个标准的草莓采摘机器人的价格约为40万元人民币，对于农民来说，购买设备的成本仍然很高。因为疫情很难招到工人，农民愿意冒着摘不完、损失整个果园的风险考虑购买设备。今年年初，他们卖给实体农户一台采摘猕猴桃的设备。即使*件设备成功销售，也仍然很难打开采摘机器人的市场。回到2015年，在遥远的大洋彼岸，丰裕的团队展示了一个采摘机器人原型，他们将其描述为“*商业上可行的果园采摘解决方案”。然而，仅仅两年后，该公司倒闭，并出售了其所有的知识产权和资产，包括大量的真空操作专利和用于识别水果位置和质量的视觉系统。AbundantRobotics的清盘最终归咎于疫情期间未能开放市场，导致资金难以为继。它的知识产权最终传递给了产品开发孵化器WavemakerLabs，并以AbundantRobots的名字重新上线。现在，丰裕公司的机器人正在以更便宜的方式重新设计。WavemakerLabs的创始人兼首席执行官巴克乔丹(BuckJordan)表示，“之前的团队每次构建原型时都选择了最昂贵的选项。他还说，在不影响性能的情况下，很容易将成本降低到10万美元以下。通过丰裕的案例，不难看出，成本是采摘机器人面临的一大难题。同样试图降低成本的还有RootAI，它在2021年被AppHarvest以6000万美元收购。它的采摘机器人Virgo可以识别西红柿、辣椒、黄瓜和其他作物。兼任AppHarvest首席技术官的Root公司CEO在谈到未来的业务重点时表示，“现在我希望降低机器人的成本，并在2023年发布Virgo正式版。在商业化的道路上，大家一致选择了降低成本。在商业模式的选择上，这些先行者的决策也具有参考意义。

丰计划成为一个服务平台，拥有、维护、运输和操作机器人，“以换取农场合同付款”，并在南北半球两个90天的收获季节(北半球8-11月，南半球2-5月)寻找客户。这是一个叫做RaaS ——机器人即服务的模型。Tevel团队还将为农民带来采摘水果的设备。他们还与美国和欧洲的两家公司合作，将他们的技术整合给当地的合作伙伴，并授权他们为当地客户提供水果采摘服务。Jogory告诉极客公园，目前，他们对未来商业模式的愿景仍然集中在销售设备上：“如果这个市场的需求仍然相当大，今年或明年可能会在这方面进行一批投资。今年的展会反馈还不错。朱功说，“今年有不少感兴趣的客户。”他接着说，“农民也更愿意用设备取代人力，以避免管理问题，一些客户正在制作智能农场，并愿意在项目中增加一个采摘机器人。」