浙江大学机械系特聘教授张晟：机械替代人工采摘仍需时间

用机器采摘替代人工采摘，高光谱技术无损检测农产品品质……高科技正为农业高质量发展带来更多可能性。

近日，南方财经全媒体集团举办了以“科技赋能乡村振兴——农产品供应链如何重塑?”为主题的在线研讨会。研讨会邀请了多位行业专家共同探讨畅通农产品上行通道，促进农民增收的新思路。

浙江大学机械系特聘教授、博士生导师张晟，在研讨会上分享了农业机械化和科技化、高光谱技术在农业机械领域的应用情况、农业智能化当前面临的问题等。

机械化采摘缓解用工荒

“现在有一些水果的采摘设备，大大提高了采摘效率。但是像一些特殊的水果，像草莓、蓝莓，还是需要人工采摘。”张晟说，我们希望借用高科技，比如智能机器视觉，达到对特殊水果、茶叶的高效率高质量精准采摘。

全国“采茶工荒”成普遍现象。茶叶的采集比较特殊，因为茶叶等级分很多种，比如单芽和多芽，单芽属于一芽一叶，比较难采摘。如果是多叶，通过机器采摘虽然可以增加效率，但是会对茶叶造成一定破坏。张晟表示，“中国市场上的名优茶，一般都是一芽一叶，甚至单芽，这时候就需要用到精确的一个机械的精准、快速采摘。”

传统的采摘方法一般是人工采摘，并且还需要做等级的辨别核查，成本很高。再加上采摘量大，采摘劳动力缺失，就造成用工荒。

可以用一些新的方法。张晟说，“我们可以用智能机器视觉模拟人的视觉，通过辨别芽叶上的几何形状，像三维成像的接触式和非接触式的测量，探测芽叶品质。”在高光谱技术方面，用一种更绿色、快速、高效的无损检测技术，来达到光谱扫描，从中知道它的有效成分，多酚类的植物碱、氨基酸等特征信息，就能知道怎样去采摘它。

未来将会实现模拟人手采摘。“人工采摘时，会用指尖、拇指和中指做一个上提的动作来摘茶，我们可以做到这样的效果。把它微量化、微型化，做成柔性采摘后，就不会对芽产生损坏，实现针对性精确采摘，大大提高采摘率。”

此外，高光谱技术在农业机械中也实现了大规模应用。采摘时，水果的质量检测费时费力，高光谱技术可以反映水果内部的有效成分和特征信息，实现在图像信息上分辨，水果是否有局部腐烂、虫害。高光谱技术是一个快速、高效、使用面积大的技术，能够有效提供农产品品质监控。

人工替代仍需时间

谈到产品保鲜问题时，张晟分享了荷兰的家庭农场模式。荷兰是世界第二大农业出口国，也是以家族为产业做农业，他们非常依赖高新技术和科技，无论从收购，分解，销售，服务，种苗种植等，都是使用一些高科技技术。“我觉得这种模式，中国的农村农业也是可行的，因为本身现在的电商商家、农业商家，也是以家庭形式为主，所以我觉得这是一个非常可行的方法。”

不过，对于家庭农场加高科技组合的落地困难问题，张晟认为，困难就是技术方面，采摘方面的技术在国内相对还是比较欠缺。个人认为在技术方面成熟度达到后，就可以替代人工。但这也还需要一个过程，不是一下子就能够达到。

除采摘之外，在保鲜方面，智能化技术也有应用。“我们跟食品化工学院也有合作，我们可以在水果表面涂纳米膜，这种纳米膜非常容易清洗，还可以阻止氧化，使它在运输当中不会腐烂。”

农业智能化面临最大的问题，是把一些相对成熟的技术真正用到一起。在实验室为了科研可以不计成本，但是真正要到市场让农民接受，特别是家庭为单位的农民，性价比要高，不然他们可能不会去买，所以说要农民他们本身的意识，是不是认为买了之后，真的对他们经济上有帮助，这也是科研还没有做到真正运用到与产业结合。

谈及未来互联网数字化是否有机会和实体农业的应用相结合，张晟认为是可以的，“现在有一个非常有意思的概念，叫元宇宙，这实际上就有点像数字化，未来我们可以把它结合在一起，比如说用VR技术，参观果农果园，观看采摘等等。未来的数字化可以做得更好，我还是非常期待这个未来。”

据了解，张晟教授的主要研究领域为主要从事研究领域为电子皮肤，触觉传感，仿生抓手，生物传感技术，医学工程结合等交叉学科。此前，他在国际期刊上公开发表论文50余篇，获得多项专利，其中包括一项国际专利。该项发明是基于光纤的人造柔性触觉皮肤，其振动感知系统可模仿人体皮肤的触觉。这种传感器是一种新型、高灵敏度、高可靠性的触觉感知传感器，成本低廉且能对抗磁干扰，可用于检测敲击、轻触、扭动和滑动等动作。同时也致力于研发仿人体皮肤的触觉传感器，通过模拟皮肤的纹理和敏感性，设计出拥有感知能力的电子皮肤。

在他看来，农业科技、人工智能等科学技术，未来会持续推进农村的数字化发展，农业机械化最明显的特点，就是大大提高了农产品采摘效率。未来，农村电商大大发展以后，将成为数字经济的重要组成部分，为乡村振兴提供新动能、新载体。