近日，機(jī)電學(xué)院苑進(jìn)教授團(tuán)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(jìn)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(yù)為“菇中皇后”。我國香菇產(chǎn)量年產(chǎn)量高達(dá)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(quán)。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(yán)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(jī)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(shù)。在香菇菌棒栽培的工廠化生產(chǎn)場景中，機(jī)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(zhǔn)確評估目標(biāo)菌棒的生長狀況。由于菌棒上香菇的隨機(jī)分布、高度差異、大小和形狀不一以及菌蓋傾斜，準(zhǔn)確、實時和經(jīng)濟(jì)高效的評估具有挑戰(zhàn)性。

針對以上技術(shù)難題，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)苑進(jìn)教授團(tuán)隊首創(chuàng)了香菇菌棒選擇性采收新模式，并創(chuàng)新設(shè)計了一種新型香菇菌棒選擇性采收機(jī)，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(jī)，并在香菇生產(chǎn)工廠中進(jìn)行了采摘試驗。試驗結(jié)果驗證了新型機(jī)械化采摘模式和香菇菌棒選擇性采收機(jī)，可提高采摘效率，具有很強(qiáng)的有效性和可行性，研究團(tuán)隊以此為基礎(chǔ)設(shè)計了適用于香菇生產(chǎn)線的采收裝備。該技術(shù)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(xué)方案，對國際香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向產(chǎn)生重要引領(lǐng)性作用。

圖1. 香菇菌棒選擇性采收機(jī)

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(xué)基金和山東省棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)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