金秋时节,素有“梨城”美誉的库尔勒迎来香梨成熟采收季。库尔勒香梨是新疆南疆特色林果的代表性品种,皮薄肉细、果香浓郁,是当地农户增收的“致富果”。但香梨树形高大、果实分布错落,人工采摘劳动强度大、采摘周期集中,用工短缺、采摘成本高已成为制约产业发展的突出痛点。
新疆大学机械工程学院香梨采摘机器人团队,立足南疆特色林果产业现实需求,聚焦香梨机械化采摘难题。团队依托机械学科专业优势,开展采摘机器人结构设计、运动控制、目标识别等技术研发,持续优化装备在梨园复杂光照、枝叶遮挡环境下的作业性能,以科创力量助力特色林果产业提质增效。
走进硕果累累的梨园,搭载机械臂的八轮移动作业平台下地开展田间试验。与实验室可控的理想环境不同,真实梨园场景复杂多变:光照因云层遮挡和树冠荫蔽而动态变化,枝叶交错遮挡目标果实,果园地面高低不平,香梨果实空间分布错落无序,这些都是林果采摘机器人走向产业落地必须攻克的现实难题。

图1 田间开展香梨采摘机器人系统调试
在指导教师郑威强、张立萍教授的带领下,团队成员分工协作,开展设备标定、深度相机调试、底盘通过性测试、香梨目标识别与抓取试验,同步采集果园场景图像、果实三维点云等多源数据,在真实作业环境中检验机器人感知、行走、抓取整套系统的稳定性,整套装备可在果园复杂工况下完成果实识别、定位与抓取作业,本次试验达到预期目标。
新疆是国内特色林果主产区,香梨、核桃、红枣等林果产业已成为助力乡村振兴的重要支柱。团队前期围绕核桃仁智能分选开展多模态感知研究,本次试验将研究场景由室内坚果分选拓展至田间鲜果采摘,采集的实景数据集用于验证视觉模型跨品类泛化能力,为构建新疆特色林果通用智能感知框架提供实测支撑。
试验期间,团队与果园种植户深入交流,了解香梨采收环节的产业痛点。人工采摘劳动强度大、用工成本逐年上涨,果园复杂环境对机械化装备提出较高要求。本次田间试验,既是对智能采摘装备的实地性能检验,也是面向产业需求的一线调研,推动科研选题贴合生产实际,技术研发瞄准果农现实需求。
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。” 从实验室仿真推演到梨园田间实操,每一次设备调试、每一组采集到的数据,都是科研探索路上坚实的一步。后续,团队将基于本次田间试验数据,持续优化视觉感知算法与机器人作业系统,进一步完善林果智能采摘与分选装备。

图2 香梨采摘机器人团队与果园农户现场合影
团队坚持把论文写在祖国大地上,立足边疆林果生产实际,以青年科创力量助力香梨产业提质增效,依托智能农机装备推动林果产业现代化,为乡村振兴贡献科研力量。团队将持续扎根新疆林果产业一线,继续探索智能农机装备的研发与落地。