能模擬人類自主感知、決策與執行，集授粉、打葉、疏花疏果、采摘功能于一體，復旦大學團隊歷經四年，自主研發出智能農業機器人。

復旦團隊歷經四年自主研發的智能農業機器人。  本文圖片均為“復旦大學”微信公眾號 圖

4月11日，澎湃新聞記者從復旦大學獲悉，日前，在央視總臺首屆鄉村振興年度盛會上，一臺助力農業生產的“大家伙”亮相。這臺設施（種植）番茄精細化作業智能農業機器人，由復旦大學機器人與自主無人系統實驗室商慧亮課題組自主研制、生產。相較過去設備的單一功能，這臺機器人“會思考”。

細長的仿生手臂探入作物間上下擺動，3D視覺掃描著周圍環境。目標鎖定，機械臂停留在一株作物前，觸手末端的壓電絨毛輕觸花蕊，感知花粉黏度，機器內部算法飛速滾動。突然，振蕩器高頻振動，花粉隨之霧化，精準吸附在相鄰花朵的柱頭上，一次授粉完成。開啟自主導航、躲避障礙物，機器人移動到下一株作物前，重復相同操作……這一套感知、認知、決策、執行的閉環操作，系統集成3D視覺感知、自主導航、云端協同決策、AI深度學習等多學科前沿技術。

回溯課題初期，2021年，光明集團的一項聯合研究示范訂單，讓團隊注意到農業機器人領域。“我們發現農業場景下精準自動作業是大難題，農業領域有大量空白與問題亟待解決。”復旦大學信息科學與工程學院電子工程系副教授、機器人實驗室負責人商慧亮介紹，賽道相對空曠，與之相伴的是多變的農業場景下的難題，采摘、授粉、打葉、去除害蟲……這些動作對人而言輕而易舉，對機器人卻很難。

如何精準識別、定位被葉子遮住的果實？機械臂如何繞開盤根錯節的藤蔓？都需要光學、傳感、機械、算法等領域專家協同解題。商慧亮選擇用系統性思維來搞研發、帶團隊。項目早期，團隊結合復旦的學科優勢，在校內廣發“英雄帖”，邀請光學、算法領域專家，攻克果實遮擋難題，匯聚材料、力學、自動控制專家的力量制造仿真柔性機械臂。

第一到第四代機器人

四年間，機器人實驗室完成從工業機械臂到自主智能機器人的四次迭代。課題組成員、復旦大學智能機器人研究院博士生李睿蛟介紹，四代機器人能夠實現“眼、腦、手、腳”協同配合。通過具身智能腦控制完成抗自然干擾、高強度精細化作業，授粉成功率在90%以上。

目前，機器人已集成授粉、打葉、疏花疏果、采摘四大功能，在光明崇明農場展開實地驗證測試。單臺機器人能節省6個人工，造價則是國外同類產品的1/5到1/10，高性價比讓它成為行業里的“香餑餑”。

“我認為最好的科研是和實際結合，服務于場景應用。”過去四年，商慧亮和團隊成員深入田間地頭找需求，足跡布及青海、深圳、海南、山東、甘肅多省份，僅上海就調研了二十余家企業，跑遍周邊農場。

桑蠶產業是廣西的傳統支柱產業，然而，桑葉采摘環節存在勞動強度大、效率低下的問題。團隊在廣西科技廳重點項目的支持下，成功研發了桑葉采摘機器人，顯著提升了采摘效率，降低了人工成本。

在深入調研過程中，團隊發現甘肅、寧夏、青海等地的枸杞產業同樣面臨采摘環節的技術瓶頸。由此，團隊又開啟了枸杞精準智能化采摘機器人的研發之路。工作獲得青海省重點專項支持，相關研發課題后來也成為商慧亮指導新一屆本科生的畢業設計選題庫。

 如何減輕除草劑對農作物和環境的傷害？團隊設計全棧自研農業除草機器人，自主研發半監督小樣本目標分割、檢測、識別，用機械物理鋤草替代除草劑，讓食品更健康、環境更環保。桑葉采收、園藝修枝……更多解決具體農業場景需求的智能農業機器人正加速到來。

李睿蛟表示：“我們逐步摸索出一條從產業端需求導向去反推科研的路徑。發展硬科技就是在實踐中不斷找到問題，再強化、測試、迭代升級，改進問題，同時形成科研成果創新。”