“视全视莓”——开启草莓采摘智能时代

2022年，农业农村部印发《“十四五”全国农业农村科技发展规划》，明确到2025年，力争突破一批受制于人的“卡脖子”技术和短板技术，农业领域原始创新能力大幅提升，农业科技整体实力稳居世界第一方阵，农业科技进步贡献率达到64%。最高领导人进一步指出：“农业的出路在现代化，农业现代化的关键在科技进步和创新。要紧盯世界农业科技前沿，大力提升我国农业科技水平，加快实现高水平农业科技自立自强。”

图2-1

2.2 市场规模及增长趋势

目前，草莓采摘机械的市场规模相对较小，但增长速度较快。随着技术进步和市场需求增加，预计市场规模将持续扩大。据市场研究报告，全球农业机器人市场预计将从2020年的几十亿美元增长到2025年的数百亿美元，复合年增长率（CAGR）达到两位数。草莓采摘机械作为其中的一部分，其市场增长放缓也将受益于此。

2.3 行业竞争对手

在草莓采摘机械领域，存在一些主要的竞争者，包括但不限于：

·Agrobot：西班牙公司，开发了一种全自动草莓采摘机器人。

·FFRobotics：以色列初创企业，开发了名为FruitFly的水果采摘机器人。

·Dogtooth Technologies：英国公司，专注于开发用于各种作物的采摘机器人。

·Harvest CROO Robotics：美国公司，致力于开发高效的草莓采摘机器人。

2.4 未来市场销售预测

由于缺乏针对"视全视莓"草莓采摘机的具体数据，我们无法提供精确的销售预测。但是，可以根据行业发展趋势做出一些假设性的预测：

·随着技术的成熟和成本的降低，草莓采摘机器人的销量有望逐年增长，特别是在劳动力成本较高的发达国家和地区。

·新兴市场的需求可能会逐渐增加，尤其是在政府支持和鼓励农业现代化的情况下。

·预计在未来几年内，草莓采摘机器人的市场份额将逐步提升，成为农业机械化中的一个重要细分市场。

3.1 创新点

(1) 高效采摘系统

该采摘机器采用先进的机械臂设计和高速驱动技术，实现了快速而稳定的采摘动作。通过优化采摘路径和减少无效运动，大幅提高了采摘效率，相较于传统手工采摘，效率提升显著。

 

图3-1

(2) 智能识别技术

搭载先进的图像识别算法和深度学习模型，机器能够准确识别草莓的成熟度、大小、位置和生长状态，实现了精准采摘。这大大减少了采摘过程中的误摘和漏摘现象，提高了采摘质量。设计的这款草莓采摘机能够通过单目－双目视觉系统的配合下精确地完成采摘任务。

(3) 轻柔采摘装置

针对草莓果实柔软易损的特点，设计了轻柔的采摘装置。该装置通过精确控制采摘力度和速度，最大限度地减少了采摘过程中对草莓的损伤，保证了果实的完整性和

品质。如图4-2所示

图3-2

(4) 节能环保设计

采用低能耗的驱动系统和环保材料，降低了机器的能耗和环境污染。同时，通过优化机械结构和散热设计，减少了机器的维护成本和使用寿命。

(5) 自动化作业能力

该机器具备强大的自动化作业能力，能够独立完成草莓的识别、采摘、收集等全过程，降低了对人工操作的依赖，减少了人工成本。

(6) 人机交互优化

设计简洁直观的人机交互界面，使得操作人员能够轻松掌握机器的工作状态和作业进度。同时，提供多种操作模式和定制化功能，满足不同用户的需求。

(7) 智能导航与定位

通过集成先进的导航和定位系统，机器能够在复杂的田间环境下实现精准导航和定位。这大大提高了机器的作业效率和作业范围，使得大规模草莓种植园的自动化采摘成为可能。

(8) 模块化设计与维护

采用模块化设计思想，使得机器的各部分结构独立可拆卸，便于维护和升级。这大大简化了维修过程，提高了机器的可靠性和使用寿命。

图3-4

3.2 “视全视莓”特色

(1) 节省人力资源，提高劳动效率：

草莓产业的迅速发展需要大量的人力资源，包括草莓的种植，养护以及采摘，如今草莓的采摘方式主要是以人工采摘为主，特别是在我们广西，以地垄式草莓为主，采摘时需要时常弯腰作业，既影响采摘效率也影响采摘工人的身体健康，如果能设计一款草莓自动采摘机那就能很大程度地降低劳动强度，并且对采摘草莓的效率也会有很大地提高。降低草莓采摘工作者的劳动强度，降低了高频率的弯腰作业对他们身体的损伤。

(2) 运用机器视觉技术，精准定位采摘：

运用机器视觉技术，能精准地采摘草莓，提高了草莓的采摘效率，进一步降低草莓的生产成本，为草莓种植户增加收入。草莓采摘装置符合地垄式草莓的种植特点，结合实际进行设计，同时该采摘装置在采摘后对草莓进行转运处理，将草莓放置到规定的果篮中。为了满足草莓采摘装置采摘草莓的需要，设计出一个机械臂将草莓采摘机构送到目标草莓附近对其进行采摘。为了能够达到寻找成熟的草莓的要求，设计出一个双目视觉系统对成熟的草莓进行精确定位，其高效率的采摘凭借一个单目视觉模组对整个视野范围的成熟草莓进行大致的定位，并为草莓采摘机寻路。

                                                                 

图3-5

(3) 构造简化性价比高，果实采摘形状完整：

两半球形的刀具和普通的剪刀式刀具相比可以在剪掉草莓果柄的同时将草莓包裹在内，避免草莓掉落在地面造成损失，也可以保证在转运到果篮过程中草莓的外形完整，在越来越重视卖相的水果市场，这点尤为重要。选择合适的驱动器和电动机，便于通过数字控制，能够满足所需的功率，且体积小、重量小，便于安装，对工作环境要求低，有造价较低，结构简单的优势。

3.3 项目创新特色

(1) 研究选题具有时代性与前瞻性，学术价值与实践价值相结合

最近这些年，随着农产品工业化的高速发展和我国服务业的迅速崛起，大量的农业劳动者逐渐不再从事农业生产，加之我国的人口老龄化日渐严重，越来越少的人投入到草莓的种植中，从而导致了草莓的生产成本提高，严重减缓了草莓种植产业的发展。为设计出这款新型自动草莓采摘机，我们从2023年中开展调研，在国内外已有技术，增加新的思路，不断调整和改进，打造一款更好的草莓采摘机。我们这款草莓采摘机为草莓业的发展提供新的思路，同时也为科技兴农业助力，兼具学术价值与应用价值。

(2) 研究内容具有多样性与先进性，学术研究与创新实践相结合

本课题研究内容具有多样性。一方面，采用文献检索法、内容分析法、文本分析法数据分析法、调查问卷法、实地调查法等研究方法对乡村振兴视域下科技兴农的发展现状与路径进行研究。另一方面，团队基于专业特长进行合理分工，以最大化研究效益。研究不仅限于理论，更注重与农业企业和农户的紧密合作，推动科技兴农实践。本研究为乡村振兴视域下的科技兴农提供有力支撑，推动农业现代化。项目情况，技术水平，产品或模式的创新性、先进性和独特性，竞争优

4.1 生产

草莓采摘机的生产涉及以下几个方面：

(1) 研发与设计：包括对机器人的概念设计、原型制作、功能测试和迭代改进。研发过程需要跨学科的合作，包括机械工程师、电子工程师、软件开发者和农业专家。我们采用了模块化设计，使机械臂的各个部分可以独立更换和升级。在驱动系统方面，我们也进行了创新设计，使机械臂具备精确控制和自主感知环境的能力。这一设计不仅提高了草莓采摘的自动化程度，还为现代农业和机器人技术的融合提供了新的解决方案。

1-第五关节电机，2-第四关节电机，3-第三关节电机，

4-第二关节电机，5双目视觉相机，6-执行机构电机

7-第一关节电机

 图4-1

(2) 组装：制造过程涉及到零部件的采购、加工、装配和调试。组装完成后，机器人需要经过严格的测试以确保其性能可靠。

(3) 部署与操作：机器人部署到田间后，需要进行现场编程和参数设置，以便它们能够适应特定的作业环境和要求。

维护与支持：为了确保机器人在长时间运行中保持最佳状态，需要定期维护和技术支持

4.2 材料、劳动力、设备需求

草莓采摘机的生产和运营需要考虑以下材料、劳动力、设备需求：

(1) 材料：生产制作机器时需要大量的合金材料以及核心芯片。

(2) 劳动力：除了研发和制造过程中的技术人员外，还需要操作人员、维护人员和客户服务人员。企业成员需要定期对其进行技术培训，其成本有：培训场地的租用、设备的磨损与租用、培训所需材料的准备费用等

(3) 设备：生产线上所需的设备包括有数控机床、激光切割机、焊接设备、装配线和检测设备。

4.3 质量保证

质量保证是生产过程中不可或缺的一环，它确保了产品的可靠性和顾客满意度。包括：

(1) 质量控制程序：制定详细的检查清单和测试流程，确保每个步骤都符合质量标准。

(2) 持续改进：基于客户反馈和市场数据，不断优化产品设计和生产流程。

(3) 认证与合规：确保产品符合国家和国际的安全标准，获得必要的认证。

4.4 生产成本

生产成本包括材料的购买、技术研发，项目的宣传、人员的技术培训、讲课老师的费用、 创新创业技术费用、团队建设费用、公司管理费用、以及还需要寻找能够长期合作的客源。

(4) 材料购买

生产制作机器我们需要大量的合金材料以及这个核心芯片等。

(5) 成员们采用线上线下两种宣传渠道。

线上宣传方式：

① 通过自主制作广告或寻找商家制作广告宣传；

② 在抖音、快手发布宣传视频，利用已有的互联网平台宣传产品技术服务。

线下宣传方式：

①　成员们桂林周边寻找客户，利用优惠力度吸引附近的果农，扩大知名度；

②　成员们走访桂林市内的各类型企业，推广技术服务。

项目的宣传产生了广告的制作费用以及差旅费用。

(6) 培训费用

企业成员需要定期对其进行技术培训。产生的成本：培训场地的租用、

设备的磨损与租用、培训所需材料的准备费用等。

(7) 建设与管理费用

为促进团队成员之间的粘合度， 带动员工们的主动性， 公司需要定期组织团建，

产生一定程度的开销；在促进员工工作积极性方面，制定合理的奖赏制度。

5.1 融资需求

融资资金主要用于项目的设备的购置和前中期的宣传，所需金额在2万元左

右。

（1）前期：会议、宣传、和差旅需要两千元左右；

（2）中期：需要一万三千元左右研发、购买材料和设备生产；

（3）后期：设备维修需要三千元左右+讲课老师的费用预计一千元至两千元

5.2 本期风险投资的数额、退出策略和预计回报数额

本期风险投资数额为： 两万元。

退出策略：

（1）通过资产或股权转让、出售、退出投资。

（2）股份回收。

（3）托管。

（4）公司内部合并、转让。公司内部通过协议转让或划拨，对同类业务及投

资项目进行专业归并

（4）关闭、破产、清算。

预计回报数额：50万元。

6.1 合作计划

(1) 与草莓种植基地建立长期合作关系，确保采摘机器有稳定的应用场景和市场需求。

(2) 与技术研发机构合作，共同推进采摘机器的技术升级和优化。

(3)与金融机构合作，获取项目所需的资金支持，降低资金风险。

图6-3薪酬管理

 

7.1 风险预测

(1) 技术风险与预测

草莓视觉采摘器的技术风险主要来自子机器视觉和机械臂控制两大关键技术。机器视觉技术需要准确识别草莓的位置、大小和成熟度等信息，然而草莓的形状、颜色等特征复杂多变，且易受光照、遮挡等环境因素的影响，这可能导致识别精度下降，影响采摘效果。机械臂控制技术则需要确保采摘过程中不损伤草莓，这要求机械臂具有高度的灵活性和精准性。然而，目前机械臂的灵活性和精准性仍存在一定的局限，可能无法满足草莓采摘的复杂要求。针对这些技术风险，我们可以采取以下措施进行应对：一是加强技术研发和创新，提高机器视觉和机械臂控制技术的性能和稳定性；二是加强与高校、科研机构的合作，共同开展技术研发和成果转化工作；三是积极引进国外先进技术，结合国内市场需求进行消化吸收再创新。

(2) 成本风险与应对措施

草莓视觉采摘器的成本风险主要来自于研发投入、制造成本和市场推广费用等方面。由于技术门槛较高，草莓视觉采摘器的研发需要投入大量的人力、物力和财力，这可能导致研发成本过高。同时，高质量的制造材料和精密的制造工艺也会增加制造成本。此外，市场推广费用也是不可忽视的一部分。为应对成本风险，我们可以采取以下策路：一是优化产品设计，降低材料成本和制造成本;二是提高生产效率，通过自动化、智能化等手段降低人力成本；三是加强市场推广，通过线上线下相结合的方式降低营销成本；四是寻求政府支持和补贴，利用政策优势降低研发和市场推广成本。

(3) 市场需求风险分析

市场需求风险是草莓视觉采摘器面临的另一个重要风险。市场需求受到多种因素的影响，包括草莓产量、劳动力成本、消费者偏好以及市场竞争等。如果市场需求不足或者市场变化导致采摘器无法满足新的需求，将会对产品的销售和盈利造成负面影响。为了应对市场需求风险，我们可以采取以下措施：一是密切关注市场动态和消费者需求变化，及时调整产品设计和功能；二是加强与种植户和销售渠道的合作，了解其需求和痛点，为其提供更贴心的产品和服务；三是开展市场调研和预测工作，提前布局和规划市场策略。

7.2 应对揩施

(1) 建立风險监测与预警机制：通过定期收集和分析内外部数据，识别潜在风险，井及时进行预警。

(2) 制定风险应对预察：针对不同类型的风险，制定相应的应对措施，包括风险规遊、 风险转移、风险减轻和风险接受等策路。

(3) 加强内部管理与培训：完善内部流程，提升员工的风险意识和应对能力，确保业务运营的稳定性。

(4) 寻求外部合作与支持：与合作伙伴或专业机构建立紧密的合作关系，共同应对风险。

(5) 持续进行技术创新与升級：保持技术领先地位，减少技术风险。

(6) 合规经营与风险隔离：确保业务运营符合法律法规要求，通过设立风险隔离机制，降低财务风险和法律风险。

效益预测

草莓视觉采摘器的应用将带来显著的效益提升。首先，从经济效益角度看，采摘器能够大幅提高采摘效率，降低人工成本，从而增加草莓的产量和种植户的收益。其次，从社会效益角度看，采摘器的应用有助于推动农业现代化进程，提升农业生产的科技水平和智能化水平。此外，采摘器还能够减少因人工采摘造成的草莓损伤和浪费，提高草莓的品质和附加值。

为了准确评估草莓视觉采摘器的效益，我们可以采用定性和定量相结合的方法。定性评估主要关注采摘器在提高采摘效率、降低人工成本、提升草莓品质等方面的表现；定量评估则可以通过对比使用采摘器前后的采摘效率、人工成本、草莓产量和品质等数据来进行。

(1) 经济效益预测

通过有效的风险预测和应对措施，企业可以降低成本、提高运营效率，从而增加收入和利润。具体而言，减少因风险事件导致的损失、提高资源利用效率、优化产品结构和市场定位等都可以带来经济效益的提升。此外，通过风险应对提升企业的市场竞争力，进一步我展市场份额，也可以实现长期稳定的经济效益增长。

(2) 社会效益预测

企业在降低自身风险的同时，也有助于提升整个行业或市场的秘定性。通过技术创新和合规经营，可以推动行业的技术进步和规范化发展。此外，企业在应对风险过程中积眾的经验和教训也可以为其他企业或行业提供参考和借监，促进整个社会的风险管理和防范水平的提升。

(3) 环境效益预测

在应对环境风险方面，企业可以通过采用环保技术和节能措施来降低环境污染和能源消耗，实现可持续发展。这不仅有助于保护生态环境，还可以提升企业的社会形象和品牌价值。同时，符合环保要求的产品和服务也更容易获得消费者的认可和青睐，从而为企业带来更大的市场机遇和经济效益。

综上所述，通过合理的风险预浏和应对措施以及有效的效益预测，企业可以更好地管理风险、降低成本、提高效率、增加收入和利润，井实现经济、社会和环境的多重效益。