“十五五”規(guī)劃綱要提出，面向生物育種、生產(chǎn)管理、疫病防治等場景加快農(nóng)業(yè)數(shù)智化升級。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，受作物特性和環(huán)境影響，水果采摘主要是靠人工來完成的。最近，科研人員研制出一款蘋果采摘機(jī)器人并投入實際驗證。機(jī)器人怎么摘蘋果？如何提高生產(chǎn)效率？記者進(jìn)行了探訪。

大小娃協(xié)同

“雙胞胎”機(jī)器人“巧手”摘果

在西北農(nóng)林科技大學(xué)這個模擬果園環(huán)境的實驗室里，記者見到了這臺正在做采摘訓(xùn)練的設(shè)備。它們由一大一小兩個半人形機(jī)器人組成，一人多高的身軀，共用履帶式底座，科研人員給他們?nèi)×艘粋€有趣的名字——“雙胞胎”機(jī)器人。

西北農(nóng)林科技大學(xué)教授楊福增：高個子的叫“大娃”，它負(fù)責(zé)1.5米以上高處蘋果的采摘，旁邊低個子的叫“小娃”，負(fù)責(zé)采摘低處蘋果。

科研人員告訴記者，“雙胞胎”機(jī)器人摘蘋果關(guān)鍵是靠安裝在頭部和機(jī)械臂上的視覺系統(tǒng)。它們就像是眼睛，能精準(zhǔn)掃描果樹形狀、果子的色澤和大小，并立馬把這些信息傳輸給機(jī)器人的“大腦”。

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士生陳重成：機(jī)器人的“大腦”根據(jù)相關(guān)的算進(jìn)行識別和分析。它把哪里是蘋果樹、哪里是枝條、哪里是蘋果，甚至包括哪里是病蟲害腐蝕掉的壞蘋果進(jìn)行篩選，最終確定哪個是果相比較好的蘋果，對機(jī)器人下達(dá)命令，再通過機(jī)械臂完成采摘。

在現(xiàn)場記者注意到，兩個機(jī)器人都是雙臂作業(yè)，但小娃的機(jī)械臂是直方形的工業(yè)機(jī)械臂，而大娃的手臂更像人的胳膊，關(guān)節(jié)也更多、更靈活。

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士生陳重成：大娃在采摘蘋果的過程中角度更多、姿態(tài)也會更多，可以繞過一部分障礙物夾住并采摘蘋果?！靶⊥蕖钡臋C(jī)械臂的優(yōu)點就是作業(yè)空間更廣、速度更快、效率更高。

新技術(shù)解鎖“雙胞胎”機(jī)器人新技能

記者在采訪中了解到，實際果園環(huán)境比實驗室情況要復(fù)雜很多，還需要大量場景驗證。這段時間，科研人員正不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，爭取讓“雙胞胎”機(jī)器人早日投入應(yīng)用。

這幾天，科研人員請來一些有多年種果經(jīng)驗的果農(nóng)，讓他們在實驗現(xiàn)場摘蘋果，用專業(yè)的動作捕捉系統(tǒng)，一遍遍采集摘果時的手勢、力度、運動軌跡等數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步設(shè)計、優(yōu)化機(jī)器人采摘爪的動作。

一位配合采集數(shù)據(jù)的果農(nóng)叫炊水利，家中有8畝果園，每年能產(chǎn)4萬斤蘋果。每到采摘季，全家5口人前后要忙一個多月。如果雇人的話，人工費要占到賣果收入的三成，要是遇到刮風(fēng)下雨更是犯愁。

聽說采摘機(jī)器人平均7.5秒能完成一個單果采摘，未來如果順利投入使用，一個小時就能摘800個蘋果，炊水利滿是期待。

除了推進(jìn)采摘爪的技術(shù)優(yōu)化，科研團(tuán)隊還有一項重要任務(wù)——測算機(jī)器人爬坡的最大角度，并挑戰(zhàn)它跨越溝坎的極限能力。

在一片模擬丘陵地形的實驗平臺，記者看到，在取得最大爬坡角度為15度的數(shù)據(jù)后，大伙又用鐵鍬一次次加深、加寬土溝，反復(fù)測試它的通過能力。科研人員告訴記者，他們要抓緊時間優(yōu)化，爭取在今年秋天蘋果成熟季時，讓“雙胞胎”機(jī)器人投入實際采摘中。

智能裝備組團(tuán)

提升果園采收效率

陜西是果業(yè)大省，僅蘋果產(chǎn)量就占全國的約四分之一，但很多果園都分布在丘陵和溝壑地帶，大型機(jī)械無法進(jìn)入，人工成本很高。今年，當(dāng)?shù)丶涌煅邪l(fā)具身智能等先進(jìn)裝備，提升果園采收效率。

在這片500多畝的果園里，一場立體作業(yè)的模擬演示正在進(jìn)行。地面上，一輛巡檢機(jī)器人來回穿梭，除了檢查病蟲害，它在摘果期還能監(jiān)測果園里的采收細(xì)節(jié)和進(jìn)度；而在不遠(yuǎn)處，兩臺轉(zhuǎn)運機(jī)器人和采摘機(jī)器人密切配合，及時轉(zhuǎn)運著摘好的果子；在果園上空，一架無人機(jī)正在低速飛行，通過遙感相機(jī)掃描著整個地面狀況。

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士生楊清燕：它在果園上空飛行，得到果園的道路情況和果實成熟情況，將這些信息反饋給云平臺，可以對采收機(jī)器人、轉(zhuǎn)運機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配和路徑規(guī)劃，實現(xiàn)高效空地協(xié)同作業(yè)。

目前，陜西正加快推廣智能育種、數(shù)字孿生果園、丘陵山區(qū)專用智能裝備，通過全鏈條大數(shù)據(jù)管控、綠色低碳生產(chǎn)等新技術(shù)，擴(kuò)大智慧果園覆蓋面積，推動技術(shù)向小規(guī)模果園下沉，持續(xù)提升果園綜合生產(chǎn)能力。