国内首台芦笋高速采收机器人研制成功 每小时可采收鲜笋2500根

长期以来,芦笋产业的关键瓶颈集中在采收环节。

芦笋以鲜食为主,对采收时机与操作精度要求高,既要保证嫩茎规格,又要尽量减少对植株与土壤的扰动,传统方式主要依靠人工完成。

相关调研显示,在不少产区,采收成本占生产总成本的三成以上。

随着劳动力老龄化加剧、用工季节性矛盾突出以及种植规模扩大,采收效率偏低、成本居高不下,逐步成为制约产业扩面提质的突出短板。

造成这一难题的原因,既有作业环境复杂的客观因素,也有装备技术门槛高的现实挑战。

一方面,露地与设施栽培并存,地块条件、垄形结构、光照与遮挡变化大,机器人需要在不平整地面与密植作物间稳定行走并精确定位;另一方面,芦笋嫩茎细长、目标密集且易混入杂草、残叶等干扰物,对视觉识别与实时决策提出更高要求;同时,多臂采收涉及路径规划、末端执行与协同控制,稍有偏差就可能产生漏采、误切或损伤,影响产量与品质。

针对产业的迫切需求,农业农村部南京农业机械化研究所农业机器人团队联合国内科研单位开展攻关,研发出芦笋高速采收机器人,并在四川开展展示验证。

该设备以多臂协同为核心,通过复杂环境高精度导航、精准视觉识别与多臂高效协同控制等技术集成,实现识别准确率不低于95%,定位误差控制在1毫米以内,单臂采收时间不超过5秒/根,多臂联合作业效率可达每小时采收鲜芦笋2500根,适配露地与设施等多种种植场景。

业内分析认为,这类装备的落地应用将带来多方面影响。

其一,有望显著缓解采收季“用工紧、用工贵”的矛盾,稳定生产预期,提升种植主体扩大规模的信心;其二,通过标准化、可重复的作业流程,有助于降低人为差异对品质的影响,促进采后分级、冷链等环节与前端生产更好衔接;其三,推动关键装备国产化与产业化,将带动导航定位、视觉传感、末端执行器等零部件与系统集成能力提升,为果蔬采收领域形成可复制的技术路径。

在对策层面,推动这类机器人从“亮相”走向“规模应用”,仍需产业链协同发力。

科研端要持续提升在不同光照、不同垄形、不同密度条件下的稳定性与鲁棒性,强化长时间连续作业能力与易维护性;产业端可通过“示范基地+应用场景”方式加快验证迭代,完善作业标准与质量评价体系;地方层面可结合高标准农田建设、设施农业提升等政策工具,推动机艺融合,优化田间道路、垄体规范与种植模式,为智能装备提供更友好的作业环境;同时,围绕农机服务组织培育、售后保障和操作培训,探索适合果蔬采收的社会化服务模式,降低单个种植户的购置与使用门槛。

面向未来,随着农业生产向机械化、智能化加速演进,采收机器人将从单一作物逐步扩展至多类果蔬作业场景。

此次展示的模块化设计思路,为装备跨作物应用提供了可能。

业内人士指出,下一阶段关键在于进一步提升环境适应能力、作业稳定性和经济性,推动从样机验证走向批量化应用;同时,数据驱动的作业管理与质量追溯将成为配套方向,促进生产、采收、分选等环节协同优化,形成更高效率、更低损耗的现代果蔬生产体系。

这台采收机器人的成功研制,不仅解决了特色农作物采收的具体难题,更展现了科技创新对传统产业转型升级的驱动作用。

在人口结构变化与现代农业发展的双重背景下,通过技术赋能提升农业生产效率已成为必然选择。

未来随着智能装备在农业领域的广泛应用,我国农产品竞争力有望得到全面提升,为保障粮食安全和推动乡村振兴提供坚实支撑。