在西北農(nóng)林科技大學(xué)的模擬果園實驗室里，一臺由一大一小兩個半人形機器人組成的“雙胞胎”采摘設(shè)備正在進行訓(xùn)練。這兩個機器人共用履帶式底座，高個的“大娃”負責(zé)采摘1.5米以上高處的蘋果，矮個的“小娃”則專注于低處果實的采摘。科研人員介紹，這種分工設(shè)計旨在提高采摘效率，適應(yīng)不同高度的果樹需求。

機器人的核心采摘技術(shù)依賴于安裝在頭部和機械臂上的視覺系統(tǒng)。這套系統(tǒng)能夠精準掃描果樹形態(tài)、果實色澤和大小，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至中央處理單元。博士生陳重成解釋，機器人的“大腦”通過算法分析圖像信息，區(qū)分果樹、枝條、健康果實和病斑果實，最終鎖定優(yōu)質(zhì)蘋果并指揮機械臂完成采摘動作。實驗數(shù)據(jù)顯示，“大娃”的仿生機械臂具有更多關(guān)節(jié)和靈活角度，可繞過障礙物夾取果實；而“小娃”的工業(yè)機械臂則以更廣的作業(yè)空間和更快的速度見長。

為應(yīng)對真實果園的復(fù)雜環(huán)境，科研團隊正開展多項技術(shù)優(yōu)化。近期，他們邀請具有豐富種植經(jīng)驗的果農(nóng)參與實驗，通過專業(yè)動作捕捉系統(tǒng)記錄人類采摘時的手勢、力度和運動軌跡。家住陜西的果農(nóng)炊水利擁有8畝果園，每年采摘季需全家五口人忙碌一個多月，人工成本占收入三成。當(dāng)他得知采摘機器人平均7.5秒即可完成單果采摘、每小時可處理800個蘋果時，表現(xiàn)出濃厚興趣。目前團隊正根據(jù)采集的數(shù)據(jù)優(yōu)化機械爪設(shè)計，以提升果實抓取的精準度。

在丘陵地形模擬實驗平臺上，科研人員正在測試機器人的地形適應(yīng)能力。通過反復(fù)加深土溝、調(diào)整坡度，他們記錄下設(shè)備最大爬坡角度為15度，并逐步挑戰(zhàn)其跨越溝坎的極限。團隊計劃在今年秋季蘋果成熟期前完成所有優(yōu)化工作，使設(shè)備具備實際作業(yè)條件。這項研究對陜西果業(yè)具有重要意義——作為全國蘋果產(chǎn)量四分之一的產(chǎn)區(qū)，當(dāng)?shù)卮罅抗麍@位于丘陵地帶，傳統(tǒng)機械難以進入，人工成本居高不下。

在另一片500畝的示范果園里，多臺智能裝備正在進行協(xié)同作業(yè)演示。地面巡檢機器人穿梭于果樹間，監(jiān)測病蟲害并記錄采收進度；兩臺轉(zhuǎn)運機器人與采摘機器人配合，實時運輸已摘果實；空中無人機通過遙感相機掃描果園，將道路狀況和果實成熟度數(shù)據(jù)傳輸至云平臺。碩士生楊清燕介紹，這套系統(tǒng)可實現(xiàn)空地協(xié)同作業(yè)，通過任務(wù)分配和路徑規(guī)劃顯著提升采收效率。目前陜西正加快推廣智能育種、數(shù)字孿生果園等技術(shù)，推動智慧農(nóng)業(yè)解決方案向中小規(guī)模果園普及。