湖北日报全媒记者 汪彤

4月16日，武汉气温直逼30℃。走进华中农业大学数字化果园试验基地，正是晚熟柑橘成熟季，该校工学院副教授鲍秀兰和学生们把一筐刚采收的新鲜柑橘运出基地。“今天摘柑橘有点热，还好我们有帮手。”鲍秀兰笑着说。

在她的指引下，湖北日报全媒记者进入果园深处，只见一人多高的机械臂正匀速挥向挂满柑橘的枝头，用最前端的“爪子”抓住果实，紧接着咔嚓一声，果实就从枝头剪下，放入果筐内。

鲍秀兰介绍，这是团队正在研发的第二代柑橘采摘机器人样机，目前进入定型试验阶段，平均7.2秒摘一颗果，成功识别率超96%，有望解决果园采摘工难请问题。

采摘是果园最繁琐的生产环节之一。近些年，苹果采摘机器人、猕猴桃采摘机器人相继问世，柑橘采摘机器人研发仍是业界难点。鲍秀兰解释，相比其他果树，柑橘采摘环境更为复杂，果实容易被枝叶覆盖，机器人如何快速识别与定位是研发难点。

记者看到，机器人身体中间有个黑色的激光雷达，“爪子”上方有个黑色的深度相机。它们相当于机器人的“眼睛”和“大脑”，不仅能通过颜色和点位，迅速获取柑橘位置信息，而且能对果树进行数字化建模，通过三维避障算法，自主规划采摘路径。

机器人的“爪子”采取的是剪切夹持一体化装置，先抓后剪，分两步完成采摘过程。科研人员通过反复力学试验，找到最佳握力值，让机器人的采摘力度刚刚好，不伤果。它的动力装置用的是新能源电池，充一次电能够工作6小时。

机器人采得快不快、准不准，关键就在于算法控制。2022年，第一代采摘机器人样机试验时，它只能识别单个柑橘，面对一簇柑橘时，便无从下手。自主规划路径时，它也总是简单粗暴地选择直线距离最短的路，经常与树枝发生碰撞，导致果实受损。

科研人员便守在柑橘产区，让有经验的果农带上可记录手势动作的传感器，采集不同采摘环境下人体运动数据。利用数据库，通过机器深度学习，不断生成、改进，逐渐形成一套动作捕捉系统，机器人变得“聪明”起来，采摘时间从最初的几十秒缩短至10秒内，采摘轨迹也越来越平滑。

鲍秀兰介绍，目前他们还在研发一种更接近人手的关节式末端执行器，进一步提高采摘效率。针对不同果园作业需求，在机器人的底座开展单臂和多臂装置试验。同时，与柑橘种植专家合作，通过农机与农艺结合，加强果树的修剪管理，减少果树树枝数量，使得果树只有少量主要枝干，果实主要分布在果树外围表面，减少过密成簇的果实出现，进一步提高柑橘采摘机器人的采摘准确性和稳定性。

“虽然它目前的工作效率还比不过一个熟练的采摘工，但是通过持续数据采集、提高算力，超越指日可待。”鲍秀兰很有信心。