“春種一粒粟，秋收萬(wàn)顆子”的傳統(tǒng)農(nóng)耕，如今正遭遇“采收難”的現(xiàn)實(shí)困境。

隨著人口老齡化加劇，農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力持續(xù)外流，果蔬采摘“招工難、用工貴”的問(wèn)題愈發(fā)突出，人工成本占比最高已超60%。

而融合“人工智能與機(jī)器視覺(jué)技術(shù)”的采摘機(jī)器人，正在改寫(xiě)千年農(nóng)耕文明的作業(yè)方式，成為解放農(nóng)民勞動(dòng)力、推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心裝備。

尤其在高密度果園等場(chǎng)景中，采摘機(jī)器人的價(jià)值更為凸顯。它們可在狹窄行間自主導(dǎo)航，精準(zhǔn)識(shí)別成熟果實(shí)，以最小損傷完成采摘，并實(shí)時(shí)采集果實(shí)成熟度、分布密度等數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供支撐。

市場(chǎng)數(shù)據(jù)同樣印證著這一風(fēng)口的到來(lái)。根據(jù)QYResearch的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，2024年全球農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人市場(chǎng)銷售額達(dá)到了0.4億美元，預(yù)計(jì)2031年將達(dá)到0.9億美元，2025-2031年的年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）高達(dá)12.6%。

從市場(chǎng)格局來(lái)看，全球采摘機(jī)器人市場(chǎng)呈現(xiàn)出“歐美憑借先進(jìn)技術(shù)引領(lǐng)潮流，中國(guó)以迅猛之勢(shì)奮力追趕”的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。目前，已有中國(guó)企業(yè)通過(guò)本土化創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)差異化突破。

集萃智造，便是其中的典型代表。

公開(kāi)資料顯示，集萃智造以自主研發(fā)為核心，打造手爪、機(jī)械臂、通用底盤(pán)、轉(zhuǎn)運(yùn)裝置等4類20余種采摘機(jī)器人關(guān)鍵部件，成功實(shí)現(xiàn)番茄、草莓、蘋(píng)果等多作物適配。

破解五大行業(yè)痛點(diǎn)，從“勞力之困”到“智造之解”

盡管市場(chǎng)前景廣闊，但采摘機(jī)器人的規(guī)模化落地仍面臨多重挑戰(zhàn)。

技術(shù)層面的短板最為突出，以番茄采摘為例，傳統(tǒng)機(jī)器人每小時(shí)僅能完成約30個(gè)果實(shí)的采摘，且碰撞植株、損傷果實(shí)的問(wèn)題頻發(fā)；即便是技術(shù)較成熟的機(jī)型，在復(fù)雜場(chǎng)景下的識(shí)別準(zhǔn)確率也難以突破85%，多作物跨場(chǎng)景適配能力更是尚未達(dá)標(biāo)。

與此同時(shí)，盡管《加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)規(guī)劃(2024—2035年)》明確推動(dòng)采摘裝備升級(jí)，但行業(yè)仍缺乏能同時(shí)解決“識(shí)別準(zhǔn)、采摘穩(wěn)、效率高”的成熟方案。

在此背景下，協(xié)作型采摘機(jī)器人憑借“兼顧人工靈活性與自動(dòng)化高效性”的核心優(yōu)勢(shì)，成為公認(rèn)的行業(yè)新增長(zhǎng)點(diǎn)，為破解困局提供了全新路徑。

作為國(guó)內(nèi)知名作機(jī)器人企業(yè)，集萃智造以“人—機(jī)—環(huán)境”三元協(xié)同為核心，將感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行的完整閉環(huán)融入機(jī)器人產(chǎn)品，聚焦工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)等四大標(biāo)桿應(yīng)用場(chǎng)景。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，集萃智造始終以突破具身智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵核心技術(shù)為己任，針對(duì)行業(yè)“識(shí)得準(zhǔn)、摘得柔、智慧采、效率高、適配廣”五大難題，通過(guò)精準(zhǔn)技術(shù)布局逐一突破，攻克了傳統(tǒng)機(jī)器人的性能局限。

1識(shí)得準(zhǔn)：打破“實(shí)驗(yàn)室精準(zhǔn)、大田失靈”魔咒

面對(duì)光照突變、枝葉遮擋等戶外復(fù)雜環(huán)境痛點(diǎn)，集萃智造采用基于小波變換的多尺度噪聲過(guò)濾算法，既能顯著降低環(huán)境干擾，又能有效保留果實(shí)目標(biāo)特征。

同時(shí)，通過(guò)硬件級(jí)低延遲數(shù)據(jù)傳輸與邊緣計(jì)算架構(gòu)，搭配專屬溫控系統(tǒng)，讓設(shè)備即便在40℃高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定運(yùn)行，大幅提升大田作業(yè)可靠性，從而擺脫“實(shí)驗(yàn)室精準(zhǔn)、大田失靈”的困境。

2摘的柔：攻克軟質(zhì)果實(shí)低損傷采摘難題

針對(duì)草莓、番茄等軟質(zhì)果實(shí)采摘損傷率高的行業(yè)頑疾，集萃智造在軟體手爪內(nèi)置陣列式應(yīng)力傳感器與微形變檢測(cè)單元，可實(shí)時(shí)采集抓取接觸應(yīng)力與果實(shí)表皮微形變數(shù)據(jù)，通過(guò)力學(xué)模型精準(zhǔn)估算果實(shí)硬度，再借助自適應(yīng)控制算法動(dòng)態(tài)調(diào)整抓取力度。

配合“接近—抓持—分離—放置”全流程低損傷控制模型與力覺(jué)-觸覺(jué)反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制算法，集萃智造實(shí)現(xiàn)對(duì)不同果實(shí)的精準(zhǔn)輪廓包裹，將采摘損傷率控制在行業(yè)較高水平，平衡了采摘效率與果實(shí)品質(zhì)。

3智慧采：以視覺(jué)大模型實(shí)現(xiàn)全流程智能決策

集萃智造的采摘機(jī)器人以視覺(jué)語(yǔ)言大模型（VLM）為核心技術(shù)支撐，構(gòu)建了從感知到執(zhí)行的全流程智能系統(tǒng)。通過(guò)輸入果蔬的RGB彩色圖與深度圖，VLM能完成多模態(tài)語(yǔ)義感知與跨模態(tài)推理，精準(zhǔn)輸出目標(biāo)果蔬類型、遮擋狀態(tài)、最佳操作區(qū)域等關(guān)鍵信息；具身決策模塊則基于這些信息完成任務(wù)規(guī)劃與手臂動(dòng)作分配，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)執(zhí)行。

這項(xiàng)技術(shù)不僅能輕松應(yīng)對(duì)果實(shí)遮擋場(chǎng)景，還能通過(guò)Prompt交互輸出像素級(jí)注意力圖，讓切割、抓取等動(dòng)作可視化，更具備“zero-shot泛化能力”，無(wú)需單獨(dú)適配即可完成多種果蔬的檢測(cè)與采摘操作。

4效率高：動(dòng)態(tài)調(diào)度破解多機(jī)作業(yè)“內(nèi)耗”難題

為提升作業(yè)效率，集萃智造構(gòu)建分布式協(xié)同架構(gòu)，基于實(shí)時(shí)通信的任務(wù)分配算法動(dòng)態(tài)劃分作業(yè)區(qū)域，從根源上避免機(jī)器人路徑?jīng)_突。同時(shí)采用“全局路徑規(guī)劃+局部動(dòng)態(tài)調(diào)整”技術(shù)，結(jié)合果園果實(shí)密度、地形數(shù)據(jù)優(yōu)化作業(yè)路徑與采摘順序，搭配多目標(biāo)動(dòng)態(tài)調(diào)度模型，以“采摘進(jìn)度、果實(shí)成熟度、機(jī)器人負(fù)載”為核心輸入建立優(yōu)先級(jí)排序規(guī)則，實(shí)現(xiàn)全局效率最優(yōu)。

針對(duì)大規(guī)模種植基地“區(qū)域負(fù)載不均、路徑?jīng)_突損耗、任務(wù)優(yōu)先級(jí)模糊”三大瓶頸，動(dòng)態(tài)調(diào)度模型可實(shí)時(shí)優(yōu)化任務(wù)分配與機(jī)器人調(diào)度策略，破解傳統(tǒng)多機(jī)作業(yè)“忙閑不均、效率內(nèi)耗”的問(wèn)題。此外，其還開(kāi)發(fā)了番茄采摘助手APP，方便用戶隨時(shí)更新種植布局、選擇指定采摘路徑、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，讓智能化操作更便捷。

5適配廣：打破“一種作物一套設(shè)備”局限

依托果園數(shù)字孿生建模技術(shù)，集萃智造構(gòu)建高保真作物-環(huán)境虛擬模型，通過(guò)sim-to-real遷移技術(shù)，將仿真環(huán)境中的優(yōu)化策略快速應(yīng)用于物理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多地實(shí)測(cè)驗(yàn)證，其機(jī)器人可在平原大田、丘陵果園等不同場(chǎng)景靈活切換，輕松實(shí)現(xiàn)番茄、草莓、蘋(píng)果等多作物跨品類采摘，真正打破了“一種作物一套設(shè)備”的局限。

值得關(guān)注的是，集萃智造還牽頭聯(lián)合江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所等權(quán)威單位，整合農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、人工智能等多領(lǐng)域核心資源，共同攻關(guān)設(shè)施番茄采收機(jī)器人研發(fā)項(xiàng)目——該項(xiàng)目已成功入選2024年江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳科技項(xiàng)目。

依托跨學(xué)科技術(shù)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，集萃智造快速突破底盤(pán)設(shè)計(jì)、果實(shí)精準(zhǔn)識(shí)別、無(wú)損采摘等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，目前番茄采摘機(jī)器人已在江蘇省農(nóng)科院試驗(yàn)大棚完成實(shí)地測(cè)試并進(jìn)入示范應(yīng)用階段，同步研發(fā)的野外水果采摘設(shè)備也已順利推進(jìn)至場(chǎng)景驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

某種程度來(lái)看，集萃智造通過(guò)自主研發(fā)的核心技術(shù)，正在將農(nóng)民從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從“看天吃飯”轉(zhuǎn)向“知天而作”，從“人力密集”走向“科技密集”。

成本與規(guī)模雙破局，讓智能采摘惠及更多農(nóng)戶

除了技術(shù)瓶頸，成本問(wèn)題也一直是制約采摘機(jī)器人普及的關(guān)鍵。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)單臂采摘機(jī)器人均價(jià)約15-25萬(wàn)元，多臂機(jī)型達(dá)50-80萬(wàn)元，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較國(guó)產(chǎn)高30%-50%，對(duì)于中小型農(nóng)場(chǎng)而言負(fù)擔(dān)沉重；同時(shí)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備年維護(hù)費(fèi)約1-2萬(wàn)元，進(jìn)口設(shè)備則達(dá)2-3萬(wàn)元，較長(zhǎng)的投資回報(bào)周期讓不少種植戶望而卻步。

但仔細(xì)計(jì)算投資回報(bào)率后，情況就變得樂(lè)觀起來(lái)。以100畝番茄種植園為例，年采摘量約50萬(wàn)斤，人工成本25萬(wàn)元。采用15萬(wàn)元的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人，年作業(yè)成本（含能耗）約10萬(wàn)元，年均節(jié)約15萬(wàn)元，靜態(tài)回收期僅1年。如果享受部分地區(qū)30%的補(bǔ)貼，回收期可縮短至8個(gè)月內(nèi)。

從產(chǎn)品類型來(lái)看，市場(chǎng)也呈現(xiàn)出多元化趨勢(shì)。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，單臂機(jī)器人目前占據(jù)58.7%的市場(chǎng)份額，主要應(yīng)用于低附加值作物采摘；多臂機(jī)器人憑借并行作業(yè)優(yōu)勢(shì)，在高附加值果蔬領(lǐng)域增速顯著。其中，集萃智造的雙臂采摘機(jī)器人適用于多種作物，相較于人工采摘效率提升了3倍。

面對(duì)日益廣闊的市場(chǎng)空間，集萃智造正加速布局規(guī)模化生產(chǎn)。

高工機(jī)器人注意到，集萃智造“近萬(wàn)臺(tái)智能機(jī)器人”產(chǎn)業(yè)化基地項(xiàng)目正穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì)2026年5月1日前完成主體封頂，2026年9月28日正式搬遷。

據(jù)集萃智造介紹，基地建成后，將重點(diǎn)開(kāi)展協(xié)作機(jī)器人、具身智能焊接機(jī)器人等核心產(chǎn)品的研發(fā)與規(guī)?；a(chǎn)，打造自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及配套附件的裝配、調(diào)試、測(cè)試全流程智能化生產(chǎn)。同時(shí)依托信息化云端系統(tǒng)推行工藝標(biāo)準(zhǔn)化管理，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)近萬(wàn)臺(tái)智能機(jī)器人的目標(biāo)，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值可超1.2億元。

寫(xiě)在最后

從勞動(dòng)力短缺的困境，到采摘機(jī)器人的崛起；從技術(shù)瓶頸的制約，到協(xié)作型機(jī)器人的突破，采摘機(jī)器人行業(yè)正處于快速成長(zhǎng)的關(guān)鍵階段。而集萃智造的實(shí)踐，為行業(yè)提供了清晰的破局路徑：以產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻克技術(shù)痛點(diǎn)，以全產(chǎn)業(yè)鏈布局保障規(guī)?；涞亍?/p>

未來(lái)，隨著更多像集萃智造這樣的企業(yè)持續(xù)發(fā)力，采摘機(jī)器人將在更多農(nóng)業(yè)場(chǎng)景中落地應(yīng)用，進(jìn)一步緩解農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。