重慶成功研發智能"葉菜工廠" 全程機器人來做

“葉菜工廠”內可移動機器人正在收割葉菜。（重慶市農業科學院供圖）

　　一粒小種子長成一棵綠葉菜，從生產到收割全由機器來做，這樣的“葉菜工廠”已經來到我們身邊。

　　7月底，重慶市農科院下屬企業重慶凱銳農業發展有限責任公司傳出好消息：一個播種、育苗、移栽、運輸、栽培、採收等生產全程無人化作業，完美結合工藝與農藝增加單產量、減少勞動力、實現智能化管控的“神器”——“葉菜工廠智能裝備”研發成功！

　　這個“葉菜工廠”究竟長啥樣？如何高效實現“機器換人”？7月30日，重慶日報記者採訪了重慶市農科院相關科研專家，為您揭開這個“葉菜工廠”的神秘面紗。

　　種在哪？

　　一粒種子變成一棵菜，生長都在一個缽體杯子裡

　　位於重慶市農科院的重慶現代農業高科技園區的“葉菜工廠”由三部分組成，一個4000平方米的玻璃溫室，一個300平方米的水肥間，一個1200平方米的生產輔助用房。

　　作為“葉菜工廠”核心部分的玻璃溫室屋脊高10米、長84米、寬48米，裡面並排矗立著22排共計107台立體栽培設備。每一台像高樓似的立體栽培設備上，都挂著15—18層不等的栽培槽。

　　“在這樣一個玻璃溫室內，從種下一粒種子到收割一棵葉菜，所有勞動及管理全部由這些極具智能化的機器設備來完成。”重慶市農業科學院農業工程研究所所長、重慶凱銳農業發展有限責任公司董事長高立洪告訴記者。

　　在這個沒有泥土的玻璃溫室裡，葉菜究竟種在哪裡？

　　原來，“葉菜工廠”採用定植盤高精度高密度育苗，由機器人將種子播撒到裝有育秧基質的缽體狀定植杯裡，種子在這裡經過10天左右的育苗期后，再由機器人將定植杯一個個抓取起來，移栽到15層的立體栽培設備種植槽上。

　　“這裡的機器人移栽蔬菜苗，能在不傷害菜苗的前提下，將其穩穩當當地栽到專用設備上。”高立洪說，“它能像人的手一樣輕柔工作，整個過程活脫脫像一個幼兒園老師，溫柔地安排學生分組、排隊、站位。”

　　高立洪介紹，為了更好地解放勞動力，他們還研發了定植盤解跺機、缽體苗移栽定植機、育苗盤清洗風干機、育苗盤碼垛機等專用機械。基於這些設備，機器人能把用過的定植盤洗干淨、吹干燥、碼整齊，每小時可精准移栽1600多棵菜苗，提高移栽環節工作效率60%以上，節省勞動力投入80%以上。

　　怎麼種？

　　葉菜“住”在15層樓房裡，在水力驅動下旋轉著晒太陽

　　小小的菜苗被移栽到立體栽培設備后，就像住進了高8米的15層房子內。在這裡，一排排葉菜整齊排列、上下錯落，它們的住房被裝扮成一棟綠色的高樓。

　　“大家可別小看這小小的栽培槽，它能穩穩托起81棵葉菜。”高立洪介紹，生長葉菜的栽培槽內，隻需少量的營養基質，就可將葉菜養大。葉菜在這裡經過30天左右的生長期，就能長大成菜。

　　葉菜生長最需要的就是陽光。如何保証“住在樓下”的葉菜也能晒到太陽？原來，立體栽培設備裡設置了一個水力驅動系統，能驅動栽培槽旋轉起來，讓每一棵葉菜在空中舞動，多角度地享用“陽光美食”。與傳統的電力驅動系統相比，這個水力驅動系統單位面積日耗電量0.08千瓦·時/平方米，可節約7瓦電。

　　“這是我們發明的缽體蔬菜高密度無土栽培方法，能大大提高溫室空間利用率，實現了葉菜的高密度生產。”高立洪介紹，目前，科研人員已突破了栽培槽智能追光提升輸送、上下循環運動無級調速、身份精准識別、原點自動定位及低耗驅動與精准灌溉等技術，實現了蔬菜立體栽培設備低能耗智能追光循環運動和栽培槽身份識別與精准灌溉的功能。

　　他介紹，這樣一台低能耗水力驅動蔬菜立體栽培設備，一次可以栽種1200多棵葉菜，可提升5倍多的溫室空間利用率。而在一年時間裡，這個設備可以種10季葉菜，產量達1500公斤。按整個2000平方米的栽培區算，單位面積產量80公斤/平方米·年以上。

　　值得一提的是，這種溫室裡應用的葉菜立體栽培工廠化技術，避免了自然氣候對蔬菜安全生產的影響，還採用了生物防治技術，生產出的葉菜更高產、更健康、更安全。

　　怎麼收？

　　研發三種智能“搬運工”

　　以往，國內外研發的智能化蔬菜生產設備中，仍普遍採用人工切根、取菜的收割作業，因此存在效率低、勞動強度大、人工成本高等問題。那麼，“重慶造”的“葉菜工廠”究竟是如何實現“機器換人”的呢？

　　原來，“葉菜工廠”配備了三種不同的“搬運工”，負責完成葉菜生產中的搬運和收割工作：一種是固定機器人，主要負責栽培盤從移栽定植設備到物流運輸車的取放和物流運輸車到時能收割設備的取放﹔一種是可靈活移動的機器人及移動物流車，負責完成多工位之間的穿梭運輸，實現了栽培盤物流運輸的無人化操作和智能化管控﹔一種是葉菜智能收割設備，將菜苗從物流運輸車到立體栽培設備的取放工作，和將成熟了的葉菜從立體栽培設備到物流運輸車的取放工作。

　　“其中，可移動的‘搬運工’還特別吃苦耐勞，一個小時可以行走3.6公裡，充一次電可連續工作8個小時。”高立洪說：“有了這些‘搬運工’，葉菜生產提高工作效率70%以上，節省勞動力投入85%以上。”

　　而葉菜智能收割設備的成功研發，還填補了國內外葉菜收割全自動化流水線的空白。“我們的葉菜收割不再是靠人工一棵棵地剪切，而是用智能收割系統的流水線，成熟葉菜一盤接著一盤，連續喂入、切割、分揀，全程實現智能化控制。”高立洪說，一個小時內，移動機器人可以完成2300多棵菜的處理量，作業能力430公斤/小時,作業成功率100%。

　　“我們研發的移栽定植、智能物流、立體栽培、成菜收獲4套智能作業系統，讓葉菜生產全程環節徹底實現了無人化作業和智能化管控。”高立洪說，同傳統蔬菜生產模式相比，單位面積產量80公斤/平方米·年以上，每畝減少勞動力投入70%。

　　截至目前，“葉菜工廠”智能裝備已獲國家專利授權9項，不僅實現了高效利用溫室空間和“機器換人”，還節約了用種量、用肥量、用藥量等，促進發展綠色生態循環農業，生態效益顯著。

　　本報記者 湯艷娟