东北农业大学研发自抗扰智能采摘装备 以科技创新赋能农业新质生产力
东北农业大学科研团队近期完成一款自抗扰智能果蔬采摘装备的实机测试,该装备已在温室大棚环境中成功实现自主导航、视觉识别与柔性抓取全流程作业。这一成果是高校科技力量服务农业现代化、因地制宜培育农业新质生产力的具体实践。
背景:农业劳动力短缺催生装备需求
当前,农业劳动力短缺与人工采摘成本上涨已成为制约果蔬产业高质量发展的突出瓶颈。农业农村部数据显示,国内果蔬种植面积超过1.5亿亩,年产量逾3亿吨,传统人工采摘模式难以适应规模化、标准化生产的现实需要。
2025年中央一号文件明确提出'发展农业新质生产力',将智能农业装备研发应用列为重点方向。在此背景下,以智能机器人替代人工采摘,成为推进农业生产方式转型的关键突破口之一。
装备:多项关键技术协同集成
该装备由东北农业大学多学科交叉团队研发,整合了多模态视觉识别、自抗扰控制与柔性抓取三项核心技术。
在识别端,装备采用可见光与近红外双光谱融合方案,在枝叶遮挡率40%的环境下,果实识别准确率达95%以上;通过立体视觉与手眼标定技术,实现果梗关键部位空间定位误差控制在5毫米以内。系统已完成葡萄、草莓、苹果、番茄等十余种作物的跨品类适配。
在抓取端,装备使用食品级柔性硅胶材料仿生爪头,内置32个微型压力传感器构成触觉感知阵列,结合高精度力控算法,将作业损伤率控制在1.2%以下,响应时间达0.05秒。磁吸模块化换爪结构支持2分钟内完成爪头更换。
在运动控制端,自抗扰算法有效抑制坡地、大棚等非标准地形下的振动与扰动,在15度坡地条件下采摘成功率维持在90%以上。整机采用四轮底盘,单人可操作部署,无需改造现有种植设施。
成果:专利与论文并行推进
目前,团队已申请3项技术专利,相关研究成果分别在SCI、EI收录期刊及FPLS期刊发表。指导教师庄煜长期从事农业智能装备关键部件与柔性材料快速制造研究,为装备的工程化实现提供了系统性支撑。
意义:高校科技力量服务'三农'的路径探索
东北农业大学表示,该项目以解决果蔬采摘环节实际痛点为出发点,以产学研协同为推进路径,体现了高校科技创新力量在农业农村现代化进程中的主动担当。
下一阶段,团队将围绕装备可靠性提升、产业化成本控制及多场景落地推广持续攻关,并探索与农业企业、主产区政府的合作机制,推动科研成果从实验室走向田间,为乡村产业振兴提供可复制、可推广的技术支撑。
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