

在荷蘭 伯爵之沙地 的 ACRES溫室里,一臺名為 Artemy 的番茄采摘機器人正悄然進行試驗運行。與強調(diào)速度的傳統(tǒng)自動化路徑不同,該項目更強調(diào)“采摘質(zhì)量優(yōu)先于速度”的設(shè)計理念。此次合作由(荷蘭)Certhon 與(日本)DENSO 共同牽頭,旨在探索機器人在串枝番茄(truss tomato)采摘這一極具挑戰(zhàn)性的溫室作業(yè)場景下的可行性。
串枝番茄收割一直是溫室種植的人工密集環(huán)節(jié):果實成熟時機分散、每串果實須細致判斷、動作需輕柔避免損傷,而人工成本和勞動力短缺長期困擾行業(yè)。正如荷蘭 WUR 研究員 Monique Bijlaard 所言:“若找工人日漸困難、勞動力成本上升,采摘機器人具有潛在價值;但關(guān)鍵在于投資回報能否透明可行?!?/p>
Artemy 具備以下幾項核心功能:它可沿溫室中的熱水管道(running lane)自動行走,借助 AI 圖像識別判斷番茄成熟度;對成熟串枝進行剪切、抓取并置入采摘箱;當箱體裝滿后,自動前往推車更換空箱;支持自主換道以進入相鄰車道。更進一步,Artemy 的電池可替換設(shè)計支持長周期運作,且配備的 LED 與感應(yīng)裝置使其在夜間或補光條件下也能穩(wěn)定作業(yè)。
根據(jù) DENSO 的公開資料,該型號為 DN-ATH-001E 的 Artemy 重約 500 公斤,尺寸為 2,130 mm × 850 mm × 1,680 mm,配備兩塊可替換電池,每塊電池可支持約 5 小時作業(yè)。其安全系統(tǒng)符合 EN ISO13849-1 / 13855 和 IEC61508 等標準。 Artemy 還宣稱其視覺識別準確率可達 98%(即能準確判斷成熟果實)
在 ACRES 的試點中,該機器人已適配其特有的溫室結(jié)構(gòu)。Bijlaard 指出,不同溫室的設(shè)施布局、作業(yè)高度、軌道精度、采摘箱尺寸等都不盡相同,需對 Artemy 進行定制適配。為了確保機器人與人員協(xié)同作業(yè),還必須安排作業(yè)路線規(guī)劃,避免人工進入機器人正在作業(yè)的車道發(fā)生沖突。
對內(nèi)部物流系統(tǒng)的銜接也提出挑戰(zhàn):ACRES 使用鏈式輸送系統(tǒng)將裝滿番茄的推車輸送至加工區(qū)。若 Artemy 在推車經(jīng)過時突然駛出車道,可能發(fā)生碰撞或阻塞。因此其自動換道必須與溫室內(nèi)部運輸節(jié)奏配合準確,兼顧安全與作業(yè)通暢。
在評估階段,除了技術(shù)狀態(tài)外,還需比對人工采摘與機器人執(zhí)行的差異,包括采摘速度、準確率、對未成熟果串的識別、是否誤切果?;騻爸参锝Y(jié)構(gòu)、采后果實品質(zhì)等維度。Bijlaard 表示,這些指標、運維便捷性、維護頻次與經(jīng)濟回報將用于構(gòu)建商業(yè)模型,以幫助種植者判斷是否采買該設(shè)備。
種植方 ACRES 是荷蘭溫室蔬果公司,專注于番茄與黃瓜栽培,面積約 50 公頃,其中 20 公頃配備全 LED 補光設(shè)施。該公司通過與 Certhon、DENSO 合作參與該項目,希望借助科技創(chuàng)新降低成本、提升效率并推動行業(yè)機器人化落地。
Certhon 公司擁有溫室自動化與設(shè)施作物技術(shù)背景,其產(chǎn)品方案涵蓋溫室設(shè)計、控制系統(tǒng)及相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)。DENSO 則為日本汽車零部件巨頭,在圖像識別、自動控制、機器人技術(shù)等領(lǐng)域具備深厚積累。兩者聯(lián)手,在 Artemy 項目中互補技術(shù)與農(nóng)業(yè)專業(yè)知識。
在荷蘭 The Valley 溫室內(nèi),Artemy 已投入實地商業(yè)級測試。種植者 Joost van der Voort 表示,起初雙方都需要適應(yīng),但很快發(fā)現(xiàn)機器的迭代能力令人印象深刻。他認為,在人工成本高企的背景下,機器人是減本增效的重要手段。在該試點中,Artemy 不僅用于小型櫻桃番茄,也擴展為可采摘 cocktail 番茄的能力,顯示其向多品類適配進階。
在性能方面,據(jù) Certhon 表示,若包括物流環(huán)節(jié)(如換道、換箱、行程調(diào)度等),Artemy 每串采摘時間約為 26.5 秒;若僅計采摘本體,則可降至約 22 秒。 基于該速度及機器持續(xù)作業(yè)能力,開發(fā)團隊預(yù)計每公頃需配備約 1.2 臺機器,設(shè)備投資可在五年內(nèi)回本。
不過,Artemy 項目仍存在若干待突破領(lǐng)域:一是標準化與通用性。Certhon 產(chǎn)品經(jīng)理 Timo Kleijwegt 曾言,“每個種植者的設(shè)施、作業(yè)方式和期望不同,機器人不可能滿足所有定制需求。種植者須愿意為機器人作出調(diào)整,雙方共同適配標準化方案?!倍菧厥覂?nèi)部設(shè)施精度、光照條件、設(shè)備管線偏差及軌道誤差帶來的行動偏差風險;三是物流銜接的高復(fù)雜性,機器人必須與現(xiàn)有運輸系統(tǒng)協(xié)同無縫;四是經(jīng)濟模型是否對絕大多數(shù)種植者具有吸引力:除了采購成本,還包括維修、服務(wù)、升級及運營風險。
總體來看,Artemy 項目代表了溫室農(nóng)業(yè)機器人從實驗驗證向商業(yè)化邁出的關(guān)鍵一步。它選擇“質(zhì)量優(yōu)先于速度”的策略,正是在精度、果實完整性、兼容性與長期可操作性之間尋求平衡。未來若能將性能穩(wěn)定性、通用性和成本效率進一步提升,其有望成為溫室番茄自動采摘領(lǐng)域的重要標桿,并推動高附加值作物在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的機器人替代落地。

