当中国农大唱起“苹果香”？
近日，一首“苹果香”火遍全网
一句“如今往事远了，模糊了
我却忘不了苹果香”
引得人人传唱
而在中国农大
信电学院张昭教授、工学院张文强教授
与他们团队的师生
正在距离校园700公里外的山东烟台
利用苹果收获与田间分级一体机关键技术
让田间地头飘起浓浓的“苹果香”
跟随我们的镜头，一起来看看
机械化苹果采摘破解困局
“作为苹果生产大国，我国苹果种植面积和产量在2019年就已经占到了世界一半以上。然而多年来，我国的苹果采摘大多还在依靠人力进行，不仅费时费力，而且效率低。”早在宾夕法尼亚州州立大学读博期间，张昭就对苹果采摘领域产生了浓厚兴趣，也正是在那时，张昭与导师共同研究这一技术，并获得了苹果收获分级一体机的专利。
回国后，张昭针对国内农村苹果采摘的现状进行了深入全面的调研。“回国后的两年多时间里，我走访了新疆、宁夏、山东等地，发现一个普遍存在的现实问题，从事苹果采摘或生产的人员基本上都在60岁以上，老龄化现象非常严重”，张昭回忆到，“我们发现采摘苹果一天的成本在新疆达到300元，山东达到200元，宁夏也特别高，甚至有时候有钱都可能招不到人，而苹果又必须马上采摘，否则会导致腐烂在树上，影响农民收益。”
为了解决这一难题，张昭与张文强带领学生，启动了“苹果收获与田间分级一体机关键技术开发与示范应用项目”，“机械化采摘分级一体技术将节省大量的人力物力，极大减轻农民的负担并提升收入。”此项目最终也成为了国家重点研发计划的一部分。
田间分级一体机
关键技术提升效率
针对这一难题，项目团队借助人工智能和机器识别技术，在采摘前对苹果质量进行识别评估，并“指导”机械在进行针对性采摘的同时完成苹果分级。“简而言之，就是识别——采摘——分级在一个机械中完成，这样不仅提高了采摘效率，而且同时完成了分级，一石二鸟，大大节省了时间成本。”
“学科交叉发挥出大优势”
张文强（左）张昭（右）
“我们团队的一个特点，就是既有机械方面的人才，又有人工智能方面的人才，团队的互补性很强，所以项目推进得很快。”在项目进行过程中，张昭及其学生团队主要负责信息获取工作，包括视觉识别、缺陷检测等苹果识别任务；而张文强及其学生团队则专注于机械设计，负责装备研制、机器人运动学建模等采摘机器的研发工作。“两方各有所长，同时保持密切合作，显著提高了项目研发的效率。”“学科交叉在苹果收获与田间分级项目中发挥了巨大优势，不同学科各自的理论、方法和研究思路，为研究提供创新的视角，并且帮助解决复杂问题，促进新技术的产生。”
参与这样一次独一无二的学科交叉项目，研究团队的同学们也有极大的收获。项目中负责田间分级装备开发的余江帆同学提到：“要想将农机设备广泛应用到田间地头，光靠我们在工程方面不断优化是远远不够的，还需要农艺上的规范化种植，培养出能适应农机工作的种植园，这样的设想离不开多学科的交叉融合，也需要更多的学科参与其中，共同完成机械一体化。”
刘晓航同学也表示：“项目最大的感受是能够从多方面给自己充电，让自己跳出科研的舒适圈，迎接不同的科研挑战”。
“还有不少难题等着我们破解”
科研路上充满风风雨雨，项目的推进还有很多困难要克服。“唯有坚忍不拔的毅力，肯做肯干的决心，互帮互助的品质，才能迈过一道道坎。”
怎样精准识别苹果种类，对机器来说还是一个难题，“我们吃的苹果有很多种，比如金元帅、红富士，我们识别红色比较准，识别金元帅或其他品种却不太准确，光影和其他因素也会影响机器识别的准确性，为项目的进一步开展带来挑战。”
“你知道吗？苹果带梗和不带梗的价格大不一样，机械可不太温柔，无法保障每一个都有梗，我们正在积极攻克这个技术难关。”
“北京周边并没有合适的果园可以作为科研基地，我们常年奔走在烟台与北京两地之间，只为了让试验成果能够得到更好的检验。”
“这里靠近海边经常下雨，每天晚上要给设备盖上防雨布，搬石头压住；每天早上要搬石头，掀开雨布，这真的很麻烦，但为了设备，必须去做。”
……
“还有不少难题等着我们破解”，同学们你一言我一语，讲述着研究探索路上的“故事”。同学们成长成才过程中的互帮互助，共同解决难题，也让这些“故事”成为了最珍贵的回忆。
文字 | 图尔荪阿依·亚森 潘亭旭
编辑 | 袁锦艳
音乐 | 来自网络
责编 | 范晨辉 姜萍萍 孟祥慈 吴笑含 张舒然 杨雨睿 赵敬涵 卢邵媛
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