隐 偷窥 TUBE:乔枫 杨丽-“会思考”、能授粉采摘等，这台农业机器人工作效率顶6个人
能模拟人类自主感知、决策与执行，集授粉、打叶、疏花疏果、采摘功能于一体，复旦大学团队历经四年，自主研发出智能农业机器人。
复旦团队历经四年自主研发的智能农业机器人。 本文图片均为“复旦大学”微信公众号 图
4月11日，澎湃新闻记者从复旦大学获悉，日前，在央视总台首届乡村振兴年度盛会上，一台助力农业生产的“大家伙”亮相。这台设施（种植）番茄精细化作业智能农业机器人，由复旦大学机器人与自主无人系统实验室商慧亮课题组自主研制、生产。相较过去设备的单一功能，这台机器人“会思考”。
细长的仿生手臂探入作物间上下摆动，3D视觉扫描着周围环境。目标锁定，机械臂停留在一株作物前，触手末端的压电绒毛轻触花蕊，感知花粉黏度，机器内部算法飞速滚动。突然，振荡器高频振动，花粉随之雾化，精准吸附在相邻花朵的柱头上，一次授粉完成。开启自主导航、躲避障碍物，机器人移动到下一株作物前，重复相同操作……这一套感知、认知、决策、执行的闭环操作，系统集成3D视觉感知、自主导航、云端协同决策、AI深度学习等多学科前沿技术。
回溯课题初期，2021年，光明集团的一项联合研究示范订单，让团队注意到农业机器人领域。“我们发现农业场景下精准自动作业是大难题，农业领域有大量空白与问题亟待解决。”复旦大学信息科学与工程学院电子工程系副教授、机器人实验室负责人商慧亮介绍，赛道相对空旷，与之相伴的是多变的农业场景下的难题，采摘、授粉、打叶、去除害虫……这些动作对人而言轻而易举，对机器人却很难。
如何精准识别、定位被叶子遮住的果实？机械臂如何绕开盘根错节的藤蔓？都需要光学、传感、机械、算法等领域专家协同解题。商慧亮选择用系统性思维来搞研发、带团队。项目早期，团队结合复旦的学科优势，在校内广发“英雄帖”，邀请光学、算法领域专家，攻克果实遮挡难题，汇聚材料、力学、自动控制专家的力量制造仿真柔性机械臂。
第一到第四代机器人
四年间，机器人实验室完成从工业机械臂到自主智能机器人的四次迭代。课题组成员、复旦大学智能机器人研究院博士生李睿蛟介绍，四代机器人能够实现“眼、脑、手、脚”协同配合。通过具身智能脑控制完成抗自然干扰、高强度精细化作业，授粉成功率在90%以上。
目前，机器人已集成授粉、打叶、疏花疏果、采摘四大功能，在光明崇明农场展开实地验证测试。单台机器人能节省6个人工，造价则是国外同类产品的1/5到1/10，高性价比让它成为行业里的“香饽饽”。
“我认为最好的科研是和实际结合，服务于场景应用。”过去四年，商慧亮和团队成员深入田间地头找需求，足迹布及青海、深圳、海南、山东、甘肃多省份，仅上海就调研了二十余家企业，跑遍周边农场。
桑蚕产业是广西的传统支柱产业，然而，桑叶采摘环节存在劳动强度大、效率低下的问题。团队在广西科技厅重点项目的支持下，成功研发了桑叶采摘机器人，显著提升了采摘效率，降低了人工成本。
在深入调研过程中，团队发现甘肃、宁夏、青海等地的枸杞产业同样面临采摘环节的技术瓶颈。由此，团队又开启了枸杞精准智能化采摘机器人的研发之路。工作获得青海省重点专项支持，相关研发课题后来也成为商慧亮指导新一届本科生的毕业设计选题库。
如何减轻除草剂对农作物和环境的伤害？团队设计全栈自研农业除草机器人，自主研发半监督小样本目标分割、检测、识别，用机械物理锄草替代除草剂，让食品更健康、环境更环保。桑叶采收、园艺修枝……更多解决具体农业场景需求的智能农业机器人正加速到来。
李睿蛟表示：“我们逐步摸索出一条从产业端需求导向去反推科研的路径。发展硬科技就是在实践中不断找到问题，再强化、测试、迭代升级，改进问题，同时形成科研成果创新。”
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