來源：中國農業大學新聞網
近日，煙臺專項機械領域專業學位碩士研究生張軍昌在工程TOP期刊《清潔生產》（Journal of Cleaner Production）在線發表了題為“用于牛油果成熟度分級的柔性感知智能機械手系統”（Flexible Sensing enabled Intelligent Manipulator System (FSIMS) for Avocados (Persea Americana Mill) Ripeness Grading）高水平論文，在水果成熟度無損分級和柔性傳感領域的研究取得了新進展。
論文信息
論文針對當前不準確的水果成熟度分級可能導致品質較低的水果進入市場供應鏈，造成腐敗變質和經濟損失等問題，通過研制柔性感知機械手系統，以牛油果成熟度分級為例，提出基于柔性壓力傳感的水果成熟度無損分級方法。該研究將機械手應用技術和柔性感知技術集成并應用于水果成熟度無損分級，使得傳統無感覺的機械手擁有了壓力觸覺感知功能。如圖一，二所示，通過對人工分級，機器視覺分級，和本研究提出的智能機械手分級進行試驗對比，并采用質構儀破壞性檢測驗證上述三種分級方式。試驗數據表明，機械手可以對牛油果的成熟度進行準確分級，準確率達到 97.5%，高于人工成熟度分級（78.8%）和機器視覺成熟度分級（88%）。機械手試驗表明，隨著成熟度的增加，牛油果的硬度逐漸下降。這與牛油果成熟過程逐漸變軟的感知一致，也表明智能機械手在牛油果成熟度分級測試中取得了優異的效果。
本研究所提出的柔性傳感智能機械手系統可以實現高效、快速、可靠的無損水果成熟度分級，可應用于水果供應鏈的智能分級包裝，保持水果供應鏈的高品質。在未來，無人自動化的水果無損智能分級正憑借柔性感知機械手系統快速實現，在獲得經濟效益的同時促進了水果分級領域的工業化和可持續生產，從而實現水果分級的清潔生產。
圖一：機械手與其他分級方式對比試驗
圖二：試驗數據對比和分級結果
中國農業大學是該研究工作的第一完成單位，煙臺專項研究生張軍昌為第一作者，上海交通大學在讀博士研究生汪學沛為共同第一作者，張小栓教授為通訊作者，該研究工作得到了國家自然科學基金的資助。另訊，煙臺專項研究生張軍昌同學同時獲得了工學院和煙臺研究院、校級優秀專業碩士論文等。
煙臺專項碩士是學校研究生培養體系的重要組成部分，但由于北京與煙臺存在地理距離，培養過程中存在師生當面溝通不便、學生科研導向弱等實際困難。工學院非常重視煙臺專項研究生的培養，在立項之初即組織機械行業、企業專家研討，充分結合行業、區域經濟對人才的需求，制定了符合裝備現代化設計與智造技術發展的培養方案；積極拓展企業資源，建立聯合培養基地；指定專項負責人，建立指導小組，進行培養環節的全過程跟蹤管理，保障培養質量，將專項研究生新模式打造為機械領域工程創新實用人才增長點，推進地方經濟社會發展。經過3年的實踐，目前已經形成了6門工程應用類特色專業課程，在第一學期為研究與寫作夯實基礎；第二學期起研究生進駐企業，結合企業實際需求開展項目研發，利用科技力量解決企業生產實際問題，提升社會服務能力。
本年度煙臺專項機械領域專業學位碩士研究生畢業共40人，有6人獲得校級優秀畢業生，2人獲得北京市級優秀畢業生，2人評為工學院和煙臺研究院優秀碩士論文，1人評為校級優秀畢業論文。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132599