專題名稱： 自動化水果採集系統

摘要

現代農業的迅速發展驅使我們提出了一個創新的想法：運用NodeMCU-32S和Arduino等晶片技術，開發自動化水果採集系統。這套系統不僅能夠控制機械手臂和水平軌道系統，實現水果的自動採集，同時也旨在提高農業的科技水平，降低人力成本，解決農業勞動力短缺的問題。這是一項技術創新，將為農業帶來重大進步，提高生產效率，同時減輕農民的勞動負擔。
關鍵字：NodeMCU-32S、Arduino、機械手臂

研究動機：

我們的研究動機來自於機械手臂技術的應用，我們計劃使用NodeMCU-32S和Arduino等晶片技術，以及DM542等控制元件，來開發一個創新的自動化水果採集系統。這個系統將能夠自動執行水果的採收工作，進一步減少人力勞動的需求，提高生產效率。

研究目的：

我們的研究目的是利用NodeMCU-32S和Arduino等晶片技術，以及DM542等控制元件，開發一個創新的自動化水果採集系統。這套系統將自動執行水果的採收工作，進一步減少人力勞動的需求，提高生產效率。我們期望透過這項研究，為農業帶來更先進的技術解決方案，同時推動農業的可持續發展。

研究方法：

自動化水果採集系統的開發。這個研究的出發點在於應對農業面臨的種種挑戰，我們致力於打造一套解決方案，使農業生產更為高效且有效。

  • 需求分析階段：
    我們首先將進行需求分析，透過深入瞭解農民和農業專家的需求，確保我們的系統能夠實際解決農業問題。這是確保我們的技術方案與真實需求相符的重要一環。
  • 硬體選擇階段：
    在硬體方面，我們計畫精心挑選適合我們系統的硬體平台，綜合考量性能、成本和可擴展性等因素。這能夠確保我們的系統在實際應用中達到最佳的綜合效益。
  • 機械手臂動作設計與整合階段：
    接下來，我們將進行機械手臂的動作設計，同時整合水平軌道系統、感測器和視覺辨識技術，以實現自動採收和精確定位功能。這是整個系統實現自動化採集的核心階段。
  • 軟體開發階段：
    在軟體方面，我們將開發控制軟體，包括運動控制、辨識算法和決策邏輯，以確保機械手臂能夠在不同環境下有效執行採收任務。
  • 系統整合與測試階段：
    最後，我們將進入系統整合和測試階段。在這個關鍵的階段，我們將整合硬體和軟體元件，進行全面的測試，以確保系統達到穩定、高性能和可靠的水準。
    這個研究專案的每一個階段都是我們為了實現自動化水果採集系統所做的不懈努力。藉由結合硬體和軟體的技術手段，我們期望將現代科技帶入農業領域，為農業的發展貢獻一份心力。

    專題目標：

    我們的專題目標是開發一套自動化水果採集系統，這套系統將能夠自動執行水果的採收工作，進一步減少人力勞動的需求，提高生產效率。我們期望透過這項研究，為農業帶來更先進的技術解決方案，同時推動農業的可持續發展。

2024/01/15 第一次提報

老師評語與建議：

01. 簡報的文字太多，要再精簡

02. 籃子要再修正，最好是網狀

03. 水果如果掉地上如何處理?

04. 滑軌，手臂都是固定位置，如何應用到整個果園?

05. 水果位於重疊、遮蔽位置時如何解決問題?

06. 整個專題採 Tele-robot 方式運行?

07. 影片介紹中未見到自動化的部分，亦未見自動化如何進行的規劃，需解決

08. 水果回收出現在流程圖中，但未見在實作影片中

09. 系統完整

10. 簡報時，不要讀稿

11. 流程圖有呈現反覆的摘剪水果，但實作時沒有呈現

12. 構想很有創意，但卻不務實，在果園不可能裝設這些設備

13. 是否有測試、完成一顆水果採集，所需要的時間 ? 目前看來效率不彰

14. 建議將目前的技術面，思考轉移到其他的應用場域

15. 研究方法提到進行全面的測試確保穩定性、性能和可靠性，可是簡報時都沒有呈現

16. Demo 中仍須逐一輸入指令後才動作，似未有「自動化」之意義，仍有改進空間

17. 水果帶頭剪斷後直接落在採集籃中，是否有計算其承重能力?

18. 自動化採收是否加入 WEBCAM 或 IPCAM 來自助採集

19. 水果採集不太可能完美水平位置，若有偏差如何校正

20. 水果要剪斷要看夾子強度，Demo 剪斷力最大多少

21. DM452 的電壓不足要額外加入電壓耗電量如何?

22. 不同水果差異性很大

23. 不同水果的機器手臂如何控制差異

24. 專題最終之自動化目標為何?

25. 現在水果辨認、手臂控制，採集水果等，均為人工指令控制

2024/03/27 第二次提報

老師評語與建議：

1. 報告請先介紹專題動機目的而非考驗老師的記憶力

2. 若未完成自動化，則此專題等同沒成果

3. 該專題的技術用在水果，其實蠻難實踐的，建議可鎖定某些特定水果，針對特定水果的特性，來呈現你們專題的特點和貢獻

4. 功能完整

5. 回答問題尚可

6. 專題報告完整，有解決上次的缺點

論文研討會、競賽

2024國際學術研討會-資訊工程組：資訊系統理論與應用(論文題目：水果採集機器化系統)
2024工程科技研討會：電機技術組 (論文題目：智能水果採集機器)
2024 年全國技專校院學生實務專題製作競賽：生技醫農群 (專題題目：自動化水果採集系統)
國科會 113 大專學生研究計畫：(計畫名稱：自動化水果採集系統)