艺术与设计 - 产品创新—TrimMate新一代智能户外护理机器人

在整个欧洲，树篱维护仍然是一项劳动密集型任务，超过 890 万公里的树篱塑造了景观和私人花园。每年估计有 1.2 亿小时用于修剪和清理。该过程在很大程度上依赖于手动工具和体力，涉及从切割到收集和处理碎片的多个阶段。它既耗时又重复，而且常常存在安全风险。

虽然草坪护理和其他户外任务的自动化已经取得了进步，但树篱修剪和修剪后废物处理仍然主要是手动且分散的。现有工具解决的是孤立的操作，而不是整个工作流程。

TrimMate将树篱维护重新视为集成的机器人工作流程。通过将精密切割与集成废物处理相结合，该系统简化了维护，同时提高了家庭和专业用户的安全性和效率。

两个协作机器人单元一起运行：一个执行精确的树篱修剪，而另一个则收集和处理花园废物。有机碎片在现场转化为可重复使用的覆盖物或堆肥材料，支持更循环的花园护理方法。

背景

在整个欧洲，树篱不仅仅是景观元素；它们充当生态基础设施。它们支持生物多样性，吸收碳排放，并界定私人和公共环境的界限。然而，它们的维护很大程度上仍然是手动的。

树篱护理是一个多阶段过程，包括修剪、收集、运输和处理有机碎片。每一步都需要体力和技术，并且消耗大量时间。高空作业或操作锋利工具时会产生安全风险。与此同时，产生了大量的有机废物，这些废物通常被视为一次性材料而不是可重复使用的资源。

TrimMate 就是针对这一现实而开发的。该项目通过机器人重新构想树篱维护，旨在减少劳动强度，提高操作安全性，并实现花园废物的循环利用。

该项目源于新一代智能户外护理机器人的更广阔视野。在与凯驰设计总监迈克尔讨论后，树篱维护成为一个引人注目且尚未开发的领域。

通过对私人花园和专业园林绿化环境中真实绿篱维护场景的广泛观察，发现了关键痛点：重复的高架修剪、不稳定的工作位置、大量碎片处理以及在多种工具之间切换导致的低效率。

重点不再是设计单个设备，而是重新构建整个工作流程。核心问题是：修剪和清理如何作为一个协调系统运作？

研究探索了适合花园环境的户外移动平台、机械臂结构和传感技术。评估了多种系统架构。早期的概念验证表明，将修剪和回收分为两个协作单元可以提供更大的灵活性、安全性和可扩展性。

通过迭代草图和3D建模，两个机器人的比例、功能结构和协调不断得到完善。最终的配置是一个双机器人系统：一个自主修剪单元与一个共享工作流程中的实时回收单元一起运行。

TrimMate 是一个协调机器人系统，由两个自主单元组成：

1. 修剪机器人配备多轴关节臂，能够适应各种树篱几何形状。

2. 实时收集并切碎花园垃圾的回收机器人。

修剪装置沿着树篱运行，在调整高度和形状的同时进行精确的修剪。回收装置遵循工作流程，收集碎片并将其转化为适合堆肥或覆盖物的可重复使用的有机材料。模块化结构允许每个单元根据用户需求独立或协作运行。

该系统专为私人家庭和专业园林设计师设计，提供可扩展的自动化，而无需消除人工监督。

TrimMate 将树篱维护变成一个协调系统。它减少体力劳动，提高安全性，并支持更负责任的花园护理。

双机器人系统为户外机器人技术提供了一种可扩展的方法。通过将修剪和回收分为单独的单元，可以提高灵活性并提高整体效率。

从社会和经济角度来看，该系统减少了家庭和专业用户的劳动时间并提高了生产力。从生态角度来看，它将现场有机废物转化为可重复使用的材料，支持循环花园维护，同时最大限度地减少对环境的影响。