视觉触觉柔性手爪

抓取即测硬度

采用仿鱼鳍柔性变形的软体抓手，在安全抓取水果的同时通过内置视觉触觉感知实现无损硬度评估。

林珈好 · Qing, Hu · Jinming, Xia · Liang, Zhao · Du, Xuan · Li, Shanjun · Chen, Yaohui · Wang, Xing

Computers and Electronics in Agriculture 2023

参数信息

硬度预测R²（番茄）

0.795

硬度预测R²（油桃）

0.753

成熟度分级准确率（番茄）

84.6 %

成熟度分级准确率（油桃）

81.5 %

技术优势

无损检测

呼吸测试证实抓取过程对果实无损伤，因此可放心用于在线分拣。

同时抓取与检测

抓手在柔性变形抓取的同时，内部视觉传感器记录水果与抓手的交互，从而从抓取过程中直接提取硬度信息，无需单独的检测环节。

简化驱动

仿鱼鳍效应实现主动变形，减少了驱动系统的复杂性，同时提升了对娇嫩水果的精细操作能力。

分类准确

基于注意力机制的CNN–LSTM算法将抓取过程中的视觉触觉数据转换为硬度信息，实现了高R²的硬度预测和超过80%的成熟度分级准确率。

应用场景

• 果蔬分拣机器人：集成到分拣机器人上，一边抓取一边测硬度，省去单独的检测工位。
• 采后品质分级：采后在线分级，按硬度将果实分为不同成熟度等级，替代人工或破坏性抽检。
• 农产品自动化产线：嵌入自动化产线，实现按硬度自动包装，减少人工分拣环节。
• 软体夹持器：作为软体抓手方案，既能安全抓取易损水果，又能提供触觉信息用于品质判断。