川观新闻记者 熊晓雨  成都观察 杨柳 海报设计 李雨芯

成都市温江区的一处番茄大棚,一台搭载着两组机械臂的机器人沿轨道滑行,深度相机扫过藤蔓,机械臂停在一串红透的果实前,夹爪随即合拢,果柄断开,番茄落入筐中。

深度相机就是“小番”的眼睛。 杨柳 摄

整个单臂采摘的过程,不到10秒。

它叫“小番”,是四川犍小茉科技有限公司和农业农村部南京农业机械化研究所合作推出的番茄采摘机器人。

“小番”正在运行工作。杨柳 摄

从采摘番茄的“小番”到采摘万寿菊的“小菊”、智能除草的“小黑”……犍小茉已陆续推出19款农业机器人产品,覆盖采摘、除草等多个环节。

透过这些形态各异的机器人,能看到一座城市正在回应的现实命题:从平原到浅丘,从标准化大棚到丘陵坡地,千差万别的田间地头呼唤着千差万别的智慧方案。成都,恰好拥有这种非标准化的完整样本。也正是这样的样本,催生出一个又一个走向全国、走向海外的田间“新帮手”。


被“逼”出来的采摘机器人

犍小茉做农业采摘机器人,是被客户“逼”出来的。

2020年公司成立之初,犍小茉原本主攻茉莉花采摘,顺手把一些技术案例发在社交媒体上。

没过多久,就有万寿菊种植户找上门来。

犍小茉工程师吴寒风说,彼时全国有100多万亩万寿菊,主要分布在新疆、内蒙古、甘肃等地。这类菊花是提取叶黄素的核心原料,用于食品、饲料、医药行业,市场需求量大。可万寿菊花蕊娇嫩,人工采摘成本极高,几乎占从种植到采收环节成本的一半。更何况,一到采摘季,用工需求井喷,种植户根本请不到人,他们只能把期望押在机器人采摘上。

从2021年开始,犍小茉着手攻关这一难题,自主研发万寿菊采摘机器人“小菊”。但采摘机器人想胜任采花并不容易。吴寒风介绍,初代机器人的夹爪宽大笨重,容易将未成熟的花一同扯下,花朵损伤率一度高达30%。此后4年,团队反复修改视觉算法和夹爪结构,如今的第五代商用机型“小菊”,花朵损伤率已降到5%。

现在的“小菊”,内部搭载3组机械臂,就像3名可以独立作业的采摘工;6只机械爪配合深度相机,相当于灵活的双手和眼睛;充一次电能连续作业8到10小时。

更关键的是,这些机器人还能组队协同——一个人用一台遥控器,就能同时操控5到10台“小菊”同步采收。每台“小菊”搭载4组机械臂,每组机械臂不到2秒采一朵花,一小时下来,“小菊”可采收8000朵到10000朵,而人工每小时只能采1800到2500朵。考虑到机器人可以夜间作业,整体工作时长是人工的两倍,综合算下来一台“小菊”一天能顶8到10个人工。

以万寿菊为起点,犍小茉又陆续研发出番茄采摘机器人“小番”、智能除草机器人“小黑”等19款产品,瞄准不同作物、不同农艺场景下的差异化需求,回应农业领域千差万别的痛点。


到非标准化的田间地头去“考试”

采摘效率只是农业采摘机器人走向商用的一环,真正的考验是——怎样适应千差万别的田间地头?

与高度标准化的工业环境不同,农业生产天然带有非标准化属性。作物形态各异,光照角度时时在变。这对机器人的感知、决策和操作能力提出了更高要求。

吴寒风举了个例子。同一个番茄品种,大棚里种和露天种,光照不一样,叶片密度不一样,识别难度就不一样。同一种作物在不同省份、不同地形,都得重新适配。简单说,农业没法像工业那样一套方案打天下。

成都,恰好为这种反复“折腾”提供了天然测试场。

“成都有各种各类作物,包含标准化种植和非标准化种植,几乎囊括农业上大部分作业场景,非常方便我们做各种测试。”吴寒风发现,成都就是一个微缩版的农业大观园。

蒲江耙耙柑采摘作业,是犍小茉遇到的一道典型考题。耙耙柑多种植于丘陵坡地,且树形高低错落,挂果姿态各异,光照条件比大棚复杂得多,果实还可能被枝叶遮挡。平地上的算法搬到坡地上,直接“抓瞎”——光照角度变了,遮挡关系变了,机器人看到的东西完全不同。犍小茉不得不在机器人底盘多下功夫,通过增加底盘灵活性来适应坡地、爬坡等复杂地形,同时重新训练算法。

气候更是变量。成都的高温高湿天气,倒逼团队不断技术升级。“像现在三十七八摄氏度的天气,设备运行时会经历复杂的高温环境,可能导致电机过热报警。”团队在电机上增加风冷和半导体散热两种方式,保证高温下设备稳定运行。

这些来回“考试”的成效,直接体现在机器人的精准度上。当前,犍小茉采摘机器人对成熟果实的识别精准度已经能做到90%以上。

不过,团队心里清楚,农业作物成百上千,不可能每款产品都从零开始研发——成本上吃不消。

工作人员正在调试“小番”。 杨柳 摄

他们转而在算法通用性上做文章,把农业采摘归纳为“三招”:向下采、向上采、横向采。同一“招数”下,机器人底盘和主体框架不用大改,只需要针对不同作物更换末端执行器、重新训练算法模型。以“小番”为例,横向采摘这套逻辑,换一套模型、换一个末端执行器,就能适配葡萄、猕猴桃这些同样长在侧面的作物。

“这台番茄采摘机器,我们现在叫‘小番’,后面可以衍生出‘小葡’,甚至还有‘小猕’。”吴寒风“调侃”道。


从成都出发,走向海内外“职场”

在田间地头反复“考试”之后,犍小茉机器人开始走向真正的“职场”。

新疆库尔勒,一位万寿菊种植户种了2500亩地。每到采摘季,他“捧着钱都请不到人”。眼看着花在地里开过季,急得不行。打听到犍小茉有采摘机器人,他主动找来。一台机器能管100亩,他一口气订了25台“小菊”。如今,这些机器人每天帮他完成8吨的采摘量。

类似的“打工”场景,正在各地上演。吴寒风介绍,目前犍小茉的多款农业采摘机器人已覆盖新疆、黑龙江、内蒙古、云南、甘肃、河北等10余个省份,同时推广至印度、西班牙、韩国等海外市场。

市场规模还在快速放大。吴寒风估算,以“小菊”机器人为例,按照现有客户的万寿菊种植面积,明年订单量预计能达到1000到2000套。企业还计划将“小菊”推广到墨西哥等海外万寿菊核心种植区。

如今,犍小茉已经在搭建农业AI大模型平台,计划将采摘、植保、除草等机器人在田间采集的数据统一上传、分析,再反哺给设备,让机器人不断“长本事”。

从研发单一机器人到搭建智慧平台,这支成都团队的田野故事,正在翻开新的篇章。