“我们这个摘草莓的机械臂又进化了,第一代是夹剪,现在的‘手’像个软乎乎的海葵,轻轻一拖一拧,摘下来的草莓干干净净,直接就能装箱卖!”4月28日,在江苏大学举行的2026年耒耜国际会议会场外,南京农业大学汪小旵教授团队的博士生王得志,向同行展示他们的第二代草莓采摘机器人。
产学研各方协同下,农业机器人正加速“进化”。与此同时,农业机器人要走入寻常农户家还存在“梗阻”。记者在这场大会内外采访了相关人士。
农业机器人,正越用越“聪明”
“农业机器人的核心价值,就是解决农业生产中人工干不了、干不好、干不快、不愿干的迫切问题,尤其在高价值果蔬领域,只有为用户带来实实在在的收益,技术投入才具备产业化意义。”农业农村部南京农机化所智能农机装备中心副主任夏先飞说。
我国是全球猕猴桃第一大种植国,种植面积超300万亩,占全球总量六成以上。但猕猴桃多悬挂生长,各地棚架高度不一,江西、四川、陕西、江苏等产区作业高度差异明显,传统机械难以适配。
针对这一痛点,金色大田科技有限公司(以下简称“金色大田”)研发出160型、180型两款采摘机器人,分别适配1.45—1.7米、1.6—1.9米采摘高度,适应弹性达50公分,可满足不同产区作业需求。
“采摘机器人要越采越聪明,就离不开向‘高度可用’的方向迈进,过程中诸多问题需要解决。”金色大田总裁吴克铭说,猕猴桃果实与叶片形态、颜色相近,机器识别难度大。为实现“高度可用”,企业将采收果实的目标拆解为识别率、触达率、采进率、破损率、作业效率五大维度,逐一精进技术。最终,猕猴桃采收机器人的目标识别率提升到97.5%,高于行业普遍标准;通过多关节柔性夹爪仿生采摘、柔性导管缓冲输送,机器人可实现近乎零破损,优于行业2%以内的通用要求。
辣椒采摘,是农业机器人领域的高难度场景。“制约机器人性能的核心不在‘夹不住、剪不断’,而在看不清、进不去、空间不稳。”湖南农业大学讲师刘天宇坦言,大量辣椒生长在枝叶内部,肉眼难辨、机械难入,长期困扰着国内外研究团队。
早期的辣椒采摘机器人,多采用“识别—定位—执行”线性工作模式,刘天宇所在团队的早期样机也沿用这一路径,虽能实现基本功能,但在实测中却暴露出种种问题,如遮挡导致无法检测识别到目标,目标果实坐标漂移,采摘中碰撞遮挡物造成干扰使得摘果失败等。
为此,团队借鉴斯坦福大学通用操作接口理念,结合农业场景进行本土化创新,提出双臂协同仿生采摘方案:左臂为牵枝解放爪,集成视觉、触觉、六维姿态等多模态感知,负责拨开枝叶、清理障碍、构建安全作业空间;右臂采用剪夹一体式执行器,专门用于对位、剪切、夹持与回收。同时,团队新增可动视觉机构,模拟人类转头观察动作,进一步消除观测盲区。
“双臂协同辣椒采摘机器人”模拟了“左手拨开、右手采摘”的人类作业习惯,有效突破了传统单机采摘瓶颈。目前,团队已完成双臂机器人平台部署与样机演示,为下一步田间实测与产业化应用打下关键基础。
攻坚技术,杜绝“一台机器多人伺候”
当前,我国农业机器人正迎来三大发展机遇:劳动力短缺与提质增效需求日益迫切;传感器、视觉、机器学习等相关技术日趋成熟且成本持续下降;加之我国作物品类最全、应用场景最丰富,为机器人研发提供了世界级“试验田”。
“未来,农业机器人将逐步实现代劳作、代操控、代管控三大功能,成为农业生产的核心力量。”中国机械工业集团有限公司科技发展部副部长吴海华说。
我国农业机器人正从科研示范稳步走向生产实战,一批企业率先实现关键突破。
在江苏,南京集萃智能农机创新中心今年获批农业农村部重点实验室,专注番茄采收机器人研发,技术水平居行业前列;苏州苏农聚焦产品化,样机已落地应用并持续迭代,稳步推进市场化。
放眼全国,北京金色大田的猕猴桃采摘机器人将于今年投放生产端,上海一坤、河南牧原集团等企业也在相关领域持续布局,推动技术与产业深度融合。
值得关注的是,以蓝天科技为代表的植保无人农机、自动驾驶装备已实现规模化出货,产品远销欧美,成为广义农业机器人中成熟度最高、应用最广的品类。不过,国家数字农业装备(人工智能和农业机器人)创新分中心首席专家刘继展坦言,依赖视觉与机械臂的具身智能采收机器人技术难度更高,目前仍以小范围试用、机型迭代为主,正处于进入产业化前的关键阶段。
“农业机器人要想走出实验室,关键得告别‘摆样子’,实现‘真干活’。”刘继展认为,机器人首先要性能稳定,不能出现“多人伺候一台机器”的尴尬现象。吴海华也有相似见解,在他看来当前产业仍面临多重挑战:核心技术存在短板,感知、算法、控制器等关键环节有待突破;产品可用但不够好用、耐用、适用,场景迁移与适配性不足;产业体系不健全,标准、测试、验证、推广及商业模式尚不完善,专业企业数量偏少。
针对这些瓶颈,中国工程院院士赵春江指出,农业机器人发展需集中产学研各界力量,突破核心短板:发展多模态融合感知技术,打破单一传感器局限,实现对复杂农业环境的精准理解;培育智能自主决策技术,采用“云端大脑+机器小脑”架构,即便在网络不佳的农田也能自主作业,并实时调整作业方式;研究执行与协同控制技术,通过柔性执行器避免作物损伤,以多种导航方式保障定位精准,用多机协同提升整体作业效率。
降本增效,让农户用得起用得好
AI技术推动下,农业机器人已成为国际科技竞争的新焦点。美、日、欧盟、以色列等纷纷战略布局,形成差异化优势:美俄侧重大田、日本荷兰精于设施、英国率先建立农业机器人管理中心。
“我国农业机器人发展与世界基本同步,部分领域并跑,有望在特色果蔬、设施种养、经济作物等方向实现领跑。”吴海华介绍,我国农业机器人研发历经多年布局,“十四五”进入集中攻关与快速落地期,采摘、巡检、植保、播种、打顶等机器人不断涌现,部分应用已走在国际前列。2024年中国农业机器人行业营收为21.95亿元,占全球市场份额9.24%,年均产能6万台左右,预计2031年中国农业机器人行业投资规模将达96.82亿元、国内需求量达114.95万台。
业界普遍认为,农业机器人走向普及,必须同时满足高效率、高稳定性、低破损、易操作四大条件,才能真正让农户用得放心。
“产业最关心的就是效率,不论农户还是种养企业,心里都有本账。”夏先飞表示,当前采摘机器人普遍存在作业速度偏慢的问题,这是市场化落地的主要瓶颈。田间不看概念而看实效,农户关心的是一台机器一小时、一天能采多少,能否降本增效、替代人工。
着眼于提高采收效率,夏先飞团队自主研发出国内首台芦笋高速采收机器人,平均每根芦笋采摘只需5秒,比传统人力短1—2秒,且不会伴随疲劳出现效率下滑等问题。但是,夏先飞也告诉记者,每台设备研发成本高达50万元左右。“未来几年进入量产,我们希望将单台成本压至20万元以内。”
“目前,我们1台猕猴桃采摘机器人已能替代6名工人,配合专用低底盘运输机器人,全程只需要1人转运果箱。”吴克铭说。但他也坦言,国内智能鲜果采摘仍处于萌芽阶段,尚未形成规模化商用。金色大田将于5月中旬完成量产样机组装,5月底启动小批量试产,产品优先投放四川、陕西两大主产区,6—7月集中示范推广;江苏区域将联合农机推广部门,面向种植大户开展现场演示推广。该机器人初期定价约35万元/台,产能提升后成本将进一步下降。此外,农户购买机器人后续还有望享受国家农机补贴。
“过去农业机器人多卖给科研院所做示范,现在真正面向农户、服务生产。” 刘继展表示,以金色大田猕猴桃采摘机器人为代表,国内农业机器人不再局限于单点示范,而是面向全国多省市的种植产区开展实际应用,“真正有望从实验室走向农户家”。
“未来5—10年将是我国农业机器人产业发展的黄金期,随着技术成熟、成本下降与场景不断丰富,智能农机装备将全面助力我国现代农业提质增效。”夏先飞如此判断。
文章来源:2026年4月29日 新华日报 15版
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