阅读提示:新疆红花,浑身是刺,花丝娇嫩,长期依赖人工采摘。每亩成本中,采花人工就占了七成。青岛农业大学一个本科生团队,用两年时间给出了解决方案。
| 痛点:20亿产值的“卡脖子”环节
红花是新疆的特色经济作物,种植面积占全国80%以上,全产业链年产值超过20亿元。
但这个产业有一个长期未解的难题——采摘。
红花植株密布硬刺,花丝质地柔嫩,花期集中且需要分批采收3至5次。每年采收季,种植户都要为“找人采花”发愁。人工成本占到生产总成本的70%以上,而且随着农村劳动力持续外流,“高薪难寻采花人”已成为常态。
| 突破:一台机器人,三项创新
近日,青岛农业大学理学与信息科学学院传出消息:由刘杰老师指导、陈婧婧同学担任负责人的本科生团队,成功研发出红花智能采摘机器人。
田间试验数据显示,该机器人采摘效率达到人工的5倍,花丝破损率控制在5%以下。
团队在技术上实现了三项创新:
• 感知层面:采用新型融合定位方法,解决传统方案易受光照干扰、成本偏高的问题,能够准确锁定被尖刺包裹的花丝。
• 效率层面:根据红花花冠空间分布特征,设计阵列式并行作业结构,多个采摘单元协同工作,大幅提升单次作业效率。
• 质量层面:研制仿生柔性采摘装置,模拟人手抓握动作,精确控制力度,有效解决花丝易破损、易漏采的难题。
“看得准、采得快、伤得轻。”刘杰老师用九个字概括机器人的核心优势。
| 验证:田间实测,数据说话


项目负责人陈婧婧同学介绍,经过两年反复试验与迭代,目前机器人单朵识别定位时间控制在0.1秒以内,单次充电可连续作业10小时以上。
业内专家实地考察后认为,该成果在红花采收自动化领域形成了鲜明的技术特色,多项指标优于已有方案。
据测算,该机器人推广应用后,有望将采摘环节用工成本降低四成左右。
| 展望:从红花到更多作物
目前,团队已在新疆主产区完成多轮田间验证,下一步将重点开展样机轻量化和稳定性优化。
与此同时,团队也在探索将这套技术迁移至枸杞、金银花等同样面临“带刺、娇嫩、难采摘”问题的经济作物上。
“让更多农民从繁重的手工采摘中解放出来。”陈婧婧表示,这是团队持续努力的方向。