西班牙：人工視覺分揀甜橙和寬皮柑桔

西班牙瓦倫西亞農(nóng)業(yè)研究所（IVIA）的科學(xué)家已發(fā)明了一臺(tái)機(jī)器，檢測(cè)和分揀腐爛甜橙，根據(jù)寬皮柑桔的質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，幫助桔農(nóng)田間采果。機(jī)器采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)檢查果實(shí)。到現(xiàn)在為止，腐爛甜橙是在黑暗的房間里人工分揀出來的，通過熒光燈照射，腐爛果皮中的香精油對(duì)紫外線的反應(yīng)不同，從而檢測(cè)出腐爛果實(shí)。由于紫外線對(duì)人體所構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)，這種分揀工作需進(jìn)行嚴(yán)格的定時(shí)倒班。來自瓦倫西亞的研究人員發(fā)明的這臺(tái)機(jī)器可以自動(dòng)執(zhí)行此項(xiàng)任務(wù)，不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

該機(jī)器的發(fā)明僅僅是這些科學(xué)家在過去20年內(nèi)應(yīng)用人工視覺技術(shù)發(fā)明的農(nóng)業(yè)應(yīng)用設(shè)備之一。人工視覺是應(yīng)用計(jì)算機(jī)編程識(shí)別其面前的物體并進(jìn)行相應(yīng)操作的一系列技術(shù)。該結(jié)果已發(fā)表在《食品與生物加工技術(shù)》雜志。另一種在可見光下操作的機(jī)器可以根據(jù)柑桔類果實(shí)的品質(zhì)、著色情況以及果皮受損情況進(jìn)行分級(jí)。這樣一來，一等果和二等果就可以利用機(jī)器自動(dòng)分級(jí)了，一等果銷往要求更高的市場(chǎng)，二等果盡管有一些小缺陷，如擦傷或刮傷等，但完全可以食用。機(jī)器自動(dòng)分級(jí)的速度可達(dá)每秒15～20個(gè)果實(shí)。

研究人員還開發(fā)出一種裝置，自動(dòng)檢查現(xiàn)存可食用的寬皮柑桔囊瓣。寬皮柑桔囊瓣被單個(gè)分開放在振動(dòng)平臺(tái)上以后，被運(yùn)送到檢測(cè)區(qū)，這種裝置每秒可檢測(cè)囊瓣28瓣。在檢測(cè)過程中，受損的囊瓣與完好的囊瓣、帶核的囊瓣與不帶核的囊瓣被區(qū)分開來，同時(shí)，果皮和其他異物也被檢測(cè)出來并丟棄。該機(jī)器使用了現(xiàn)代化設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)的最高圖像分辨率，能夠在肉眼不能看到的（如紫外線和紅外線）電磁波頻譜區(qū)域分析物體。

醫(yī)學(xué)技術(shù)用于分析水果。該研究所的研究人員透露，他們甚至已經(jīng)開始使用目前在醫(yī)學(xué)上使用的磁共振成像（MRI）、計(jì)算機(jī)X射線軸向分層掃描（CAT）或X射線檢查水果的內(nèi)部品質(zhì)。雖然目前這些技術(shù)花費(fèi)較高，但必須繼續(xù)研究，以便于這些設(shè)施的應(yīng)用，使其更有效地篩選水果。

一項(xiàng)最新研究集中利用高光譜成像，從很多電磁波譜中收集和加工信息，并為每個(gè)像素提供單個(gè)的光譜測(cè)量。這種方法可用于測(cè)定隨果實(shí)成熟或腐爛而變化的化合物的濃度，利用這種方法可以預(yù)測(cè)果實(shí)的食用最佳時(shí)機(jī)，跟蹤果實(shí)病害的演變過程。

該研究所研究出來的最大的農(nóng)業(yè)機(jī)器是幫助采摘柑桔的機(jī)器，大小相當(dāng)于一臺(tái)大型拖拉機(jī)。該機(jī)器是一種自驅(qū)動(dòng)的原型機(jī)，在田間就可以進(jìn)行甜橙分級(jí)。就能源消耗而言，這樣的檢測(cè)系統(tǒng)是非常高效的。操作者采摘果實(shí)后放在機(jī)器的傳送帶上，機(jī)器通過傳感器和視覺系統(tǒng)鑒別果實(shí)的顏色、品質(zhì)和外觀，由傳感器收集信息，然后傳送到自動(dòng)化邏輯控制器，將果實(shí)進(jìn)行分級(jí)。采收的果實(shí)在抵達(dá)倉庫時(shí)已經(jīng)被預(yù)先分級(jí)，可以直接進(jìn)行配送了。