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叶菜工厂开启自动化，机器人播种收割一体化

大学仕 2020-08-04 15:02

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现在机器人已经可以帮助农民进行劳作啦！一粒小种子长成一棵绿叶菜，从生产到收割全由机器来做，这样的“叶菜工厂”已经来到我们身边。

7月底，重庆市农科院下属企业重庆凯锐农业发展有限责任公司传出好消息：一个播种、育苗、移栽、运输、栽培、采收等生产全程无人化作业，完美结合工艺与农艺增加单产量、减少劳动力、实现智能化管控的“神器”——“叶菜工厂智能装备”研发成功！

这个“叶菜工厂”究竟长啥样？如何高效实现“机器换人”？重庆市农科院相关科研专家为您揭开这个“叶菜工厂”的神秘面纱。

位于重庆市农科院的重庆现代农业高科技园区的“叶菜工厂”由三部分组成，一个4000平方米的玻璃温室，一个300平方米的水肥间，一个1200平方米的生产辅助用房。作为“叶菜工厂”核心部分的玻璃温室屋脊高10米、长84米、宽48米，里面并排矗立着22排共计107台立体栽培设备。每一台像高楼似的立体栽培设备上，都挂着15—18层不等的栽培槽。

“在这样一个玻璃温室内，从种下一粒种子到收割一棵叶菜，所有劳动及管理全部由这些极具智能化的机器设备来完成。”重庆市农业科学院农业工程研究所所长、重庆凯锐农业发展有限责任公司董事长高立洪说。原来，“叶菜工厂”采用定植盘高精度高密度育苗，由机器人将种子播撒到装有育秧基质的钵体状定植杯里，种子在这里经过10天左右的育苗期后，再由机器人将定植杯一个个抓取起来，移栽到15层的立体栽培设备种植槽上。

“这里的机器人移栽蔬菜苗，能在不伤害菜苗的前提下，将其稳稳当当地栽到专用设备上。”高立洪说，“它能像人的手一样轻柔工作，整个过程活脱脱像一个幼儿园老师，温柔地安排学生分组、排队、站位。”高立洪介绍，为了更好地解放劳动力，他们还研发了定植盘解跺机、钵体苗移栽定植机、育苗盘清洗风干机、育苗盘码垛机等专用机械。基于这些设备，机器人能把用过的定植盘洗干净、吹干燥、码整齐，每小时可精准移栽1600多棵菜苗，提高移栽环节工作效率60%以上，节省劳动力投入80%以上。

以往，国内外研发的智能化蔬菜生产设备中，仍普遍采用人工切根、取菜的收割作业，因此存在效率低、劳动强度大、人工成本高等问题。那么，“重庆造”的“叶菜工厂”究竟是如何实现“机器换人”的呢？

原来，“叶菜工厂”配备了三种不同的“搬运工”，负责完成叶菜生产中的搬运和收割工作：一种是固定机器人，主要负责栽培盘从移栽定植设备到物流运输车的取放和物流运输车到时能收割设备的取放；一种是可灵活移动的机器人及移动物流车，负责完成多工位之间的穿梭运输，实现了栽培盘物流运输的无人化操作和智能化管控；一种是叶菜智能收割设备，将菜苗从物流运输车到立体栽培设备的取放工作，和将成熟了的叶菜从立体栽培设备到物流运输车的取放工作。

“其中，可移动的‘搬运工’还特别吃苦耐劳，一个小时可以行走3.6公里，充一次电可连续工作8个小时。”高立洪说：“有了这些‘搬运工’，叶菜生产提高工作效率70%以上，节省劳动力投入85%以上。”而叶菜智能收割设备的成功研发，还填补了国内外叶菜收割全自动化流水线的空白。“我们的叶菜收割不再是靠人工一棵棵地剪切，而是用智能收割系统的流水线，成熟叶菜一盘接着一盘，连续喂入、切割、分拣，全程实现智能化控制。”高立洪说，一个小时内，移动机器人可以完成2300多棵菜的处理量，作业能力430公斤/小时,作业成功率100%。

“我们研发的移栽定植、智能物流、立体栽培、成菜收获4套智能作业系统，让叶菜生产全程环节彻底实现了无人化作业和智能化管控。”高立洪说，同传统蔬菜生产模式相比，单位面积产量80公斤/平方米·年以上，每亩减少劳动力投入70%。

截至目前，“叶菜工厂”智能装备已获国家专利授权9项，不仅实现了高效利用温室空间和“机器换人”，还节约了用种量、用肥量、用药量等，促进发展绿色生态循环农业，生态效益显著。

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