近日，机械与电子工程学院苑进教授团队在《Computers and Electronics in Agriculture》在线发表了题为“Design of a novel end-effector for robotic bud thinning of Agaricus bisporus mushrooms”的研究论文。陶凯博士为该论文的第一作者，苑进教授为该论文的通讯作者。
双孢蘑菇是目前世界上栽培最广泛、产量最多、消费最多的食用菌。双孢菇疏蕾环节需要大量人工作业，费时费力，成本高，限制了双孢菇产业的规模化发展。菇蕾生长在栽培床上，作业空间有限，对疏蕾模式和末端执行器的设计提出了极高的要求，一直是世界双孢菇产业发展的卡脖子技术。该研究针对菇蕾生长密集、目标小、疏蕾时不能损伤其它菇蕾、菇床不能有残留和疏蕾后丢弃的特点，在国际上首次提出了一种新疏蕾模式，并创新设计了一种新型的双孢菇疏蕾末端执行器实现低损伤、高效疏蕾。通过疏蕾动态过程有限元分析，明确了疏蕾过程中末端执行器部件-菇蕾-基质的分离机理，优化了末端执行器的结构设计和作业参数，对提升疏蕾性能具有重要的理论依据。
图1. 末端执行器疏蕾过程的有限元分析和CFD分析
该研究构建了双孢菇疏蕾机器人平台，并进行了室内模拟疏蕾试验，对疏蕾过程进行了验证。试验结果验证了所提出的疏蕾模式和末端执行器的结构在双孢菇疏蕾机器人中的有效性和可行性，突破了双孢菇疏蕾的瓶颈问题，本研究针对双孢菇工厂化生产中的疏蕾作业需求，攻克双孢菇疏蕾技术瓶颈，可提高单位面积产量、优级品率和原料转化率，对提高双孢菇产业的可持续发展意义重大，同时该论文开发的双孢菇机器人疏蕾方法具有重要的学术意义和工程价值。
图2. 疏蕾试验
该研究得到了国家自然科学基金和山东省重大科技创新工程项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.107880
编 辑：万 千
审 核：贾 波
