“双胞胎”机器人：以科技赋能果业振兴 立体无人果园未来可期

编前语：当“无人机”“机器人”首次被写入中央一号文件，当农业新质生产力在田间拔节生长，当数字技术从概念走进现实……乡村发展正迎来全新气象。

为深入贯彻2026年中央一号文件精神，落实数字乡村建设、农业新质生产力发展要求，新华网开展“数智润乡村”全媒体作品征集活动，以城市科技力反哺乡村振兴，用镜头与文字记录乡土巨变，诚邀全社会共同见证、书写与传播中国乡村的数智化美好图景。

随着现代信息技术、生物技术等创新应用，人工智能在农业育种、现代种养等领域落地应用，从靠经验种地，到靠算法增效，农业科技创新，正加速从实验室走向田间地头。

陕西是果业大省，仅苹果产量就占全国约四分之一，因大量果园分布在丘陵、沟壑地带，大型机械无法进入，人工成本居高不下。一位拥有8亩果园的果农算了一笔账：他家果园年产果4万斤，每到采摘季全家5口人要忙一个多月，雇人采摘的话，人工费要占到卖果收入的近3成，遇上刮风下雨更是犯愁。长期以来，水果采摘主要依靠人工完成，受作物特性和环境影响，效率低、成本高、招工难，成为制约果业发展的突出瓶颈。

面对这一产业痛点，西北农林科技大学机械与电子工程学院杨福增教授团队自主研发“双胞胎”苹果采摘机器人（以下简称 “双胞胎”机器人）。设备由一大一小两个半人形机器人组成，共用履带式底座。高个子“大娃”负责1.5米以上高处苹果的采摘，低个子“小娃”负责低处苹果的采摘，“兄弟俩”默契配合，实现苹果采摘全树覆盖。

这一设计的核心理念在于“仿生协同”——模仿人工采摘中不同身高、不同分工的作业模式，通过双臂配置的差异化实现优势互补。“大娃”的机械臂关节更多、更灵活，可绕过枝叶障碍以多角度、多姿态完成采摘；“小娃”的直方形工业机械臂则作业空间更广、速度更快。

“双胞胎”机器人的关键技术在于安装在其头部和机械臂上的视觉系统。这套系统如同机器人的“眼睛”，能精准扫描果树形状、果子的色泽和大小，并即时将信息传输给机器人的“大脑”。

机器人“大脑”根据算法进行识别分析，不仅能区分苹果树、枝条和苹果，还能筛选出被病虫害腐蚀的坏果，最终确定果相好的苹果，再对机械臂下达采摘指令。这一“精准识别—智能筛选—柔性采摘”的技术链条，实现了从“一把抓”到“精挑细选”的跨越。

据团队介绍，目前“双胞胎”机器人平均7.5秒即可完成一个单果采摘。待投入使用后，预计一小时可采摘苹果约800个。为适应实际果园的复杂环境，科研团队在模拟丘陵地形上反复测试，已取得最大爬坡角度15度的数据，并持续挑战其跨越沟坎的能力。此外，科研人员邀请有多年经验的果农在实验现场摘果，通过动作捕捉系统采集手势、力度、运动轨迹等数据，进一步优化机器人采摘爪的动作。

“双胞胎”机器人的应用不止于单一设备的突破，在陕西500多亩果园的模拟演示中，一幅立体的无人果园图景已然展开：地面上巡检机器人来回穿梭，检查病虫害、监测采收进度；两台转运机器人与采摘机器人密切配合，及时转运果实；无人机低空飞行，通过遥感相机扫描地面状况……

目前，陕西正加快推广智能育种、数字孪生果园、丘陵山区专用智能装备，通过全链条大数据管控、绿色低碳生产等新技术，扩大智慧果园覆盖面积。2024年9月，我国首个苹果全程机械化试验站——延安苹果全程机械化试验站在黄陵揭牌，由杨福增教授团队规划设计，果园机器人正逐步覆盖犁地、除草、喷药、套袋、采摘等全流程。2025年10月，“双胞胎”机器人已在延安市黄陵县完成了首次实地演示，展现了未来果园的无限可能。

从“靠天吃饭”到“知天而作”，随着技术的持续迭代和应用的不断拓展，中国农业智能装备成果将惠及更多果农和更广阔的乡村大地，为农业现代化注入源源不断的科技动能。

作者：陈重成 张渝民

拍摄：陈重成 崔本辉

素材来源：西北农林科技大学