近日，機電學院苑進教授團隊《Computers and Electronics in Agriculture》在線發(fā)表了題為“ReYOLO-MSM: A novel evaluation method of mushroom stick for selective harvesting of shiitake mushroom sticks”的研究論文。研究生陶凱為該論文的第一作者，苑進教授為該論文的通訊作者。

食用菌生產(chǎn)是棉稈、秸稈等農(nóng)林廢棄物循環(huán)利用的重要轉(zhuǎn)化渠道，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要模式。香菇是我國栽培最廣泛、產(chǎn)量最多、消費最多的食用菌之一，具有很高營養(yǎng)、藥用和保健價值，被譽為“菇中皇后”。我國香菇產(chǎn)量年產(chǎn)量高達1200萬噸，占世界總產(chǎn)量的90%以上，產(chǎn)業(yè)規(guī)模上千億，在國際上擁有絕對話語權。香菇工廠化生產(chǎn)是產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量規(guī)模化發(fā)展的必然趨勢。然而，目前香菇采摘環(huán)節(jié)仍嚴重依賴大量人工、費時費力、成本高、作業(yè)環(huán)境高溫高濕不友好，成為香菇工廠化規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸環(huán)節(jié)；另一方面，菌棒栽培的香菇生長密集，采摘作業(yè)空間極其有限，且需短時間內(nèi)完成采摘，機械化采收難度極大，成為香菇產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的卡脖子技術。在香菇菌棒栽培的工廠化生產(chǎn)場景中，機器人選擇性采收菌棒是一種很有前景的方法，它需要通過檢測蘑菇數(shù)量、測量蘑菇大小和圓度以及計算合格蘑菇比率來準確評估目標菌棒的生長狀況。由于菌棒上香菇的隨機分布、高度差異、大小和形狀不一以及菌蓋傾斜，準確、實時和經(jīng)濟高效的評估具有挑戰(zhàn)性。

針對以上技術難題，山東農(nóng)業(yè)大學苑進教授團隊首創(chuàng)了香菇菌棒選擇性采收新模式，并創(chuàng)新設計了一種新型香菇菌棒選擇性采收機，實現(xiàn)低損傷、高效采摘。基于提出的ReYOLO-MSM菌棒評估方法獲得香菇數(shù)量、香菇大小和圓度、合格香菇占比等信息，從而評估出菌棒的生長狀態(tài)。該研究構(gòu)建了香菇菌棒選擇性采收機，并在香菇生產(chǎn)工廠中進行了采摘試驗。試驗結(jié)果驗證了新型機械化采摘模式和香菇菌棒選擇性采收機，可提高采摘效率，具有很強的有效性和可行性，研究團隊以此為基礎設計了適用于香菇生產(chǎn)線的采收裝備。該技術有望為提高香菇采摘環(huán)節(jié)的工廠化生產(chǎn)提供重要核心裝備，為打造食用菌智慧工廠化生產(chǎn)和綠色發(fā)展提供了山東農(nóng)業(yè)大學方案，對國際香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向產(chǎn)生重要引領性作用。

圖1. 香菇菌棒選擇性采收機

圖2. ReYOLO-MSM菌棒評估方法

圖3. 香菇菌蓋尺寸測量結(jié)果

該研究得到了山東省重大科技創(chuàng)新工程項目、國家自然科學基金和山東省棉花產(chǎn)業(yè)技術體系的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109292

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波