机器人种菜走进现实！一棵胡萝卜的无人化生长之路

发布日期：2025-11-25 05:52浏览次数：71

近日，国家大宗蔬菜产业技术体系智能化管理团队崔友林在 2025 科普中国说丰收节专场活动带来演讲《机器人种菜走进现实：一棵胡萝卜的无人化生长之路》，探索未来农业智能化发展的广阔前景。

以下是崔友林的演讲节选：

一提到种地，你是不是脑海中就会浮现面朝黄土背朝天的场景，但是现在有一个新的场景——机器人替代人工种地，这不是科幻，而是已经成为一个现实。

今年 6 月，在 "中国胡萝卜第一镇" 山东青岛市店埠镇，无驾驶舱的采收机器人正有条不紊地作业：它轻轻松土、摘除萝卜缨、切齐胡萝卜，再将其有序装入筐袋，实现全无人收获。

图片来源于崔友林 PPT

事实上，不仅是采收的场景，从一粒种子长成成熟胡萝卜，胡萝卜种植整个过程已经能通过一整套装备实现全程无人机器人种植，大幅减少人工投入，让农业成为更体面、更高科技的职业。

从一粒种子开始：

精准播种，告别浪费与人工

胡萝卜的种子极小，仅 0.001 克，比芝麻粒还小一半。过去采用撒播方式，一亩地需撒几斤种子，不仅造成种子浪费，出苗后还需人工间苗，成本高昂；种子挤在一起生长，又会相互争夺资源，影响产量与品质。

为解决这一问题，我们采用数字化编程技术：先让种子"排队"，再精准播种。具体来说，我们会使用可降解纸带，让种子像"乘客" 一样逐个包裹在纸带里，播种时纸带展开，种子便能有序入土，保持整齐间距。

图片来源于崔友林 PPT

而间距控制则依赖数控小机器人：它通过独特装置精准控制种子落入纸带的时间间隔，再结合时间、转速调控，最终实现所需株距。只需将预设的株距、编织速度输入系统，机器人就能让种子有序排列。这项技术每年能为农户节省 600~800 元的人工间苗成本。

土壤是生长的关键：

平土与松土的科技方案

胡萝卜对土壤要求远高于其他蔬菜，排水性好、有机质丰富是基础，核心要抓好"平" 与 "松" 两个环节。

精准平土：

卫星与激光的"地面找平术"

土地如果坑洼不平，下雨或浇水时易积水，会导致低洼处胡萝卜死苗，影响产量，卫星平地技术与激光平地技术，可以将土地修整为水平面。

卫星平地技术：借助北斗卫星，拖拉机上的传感接收器如同"智能手表"，能接收卫星信号获取实时海拔与位置信息，再根据这些数据调整平地机铲刀高度——铲去高处余土，填平低洼地带。该技术不受环境限制，适合大规模地块作业，效率更高。

激光平地技术：在作业区域设置激光发射器，精准度可达毫米级，远超卫星平地。但它存在局限性，易受大风等气候因素影响，更适合小地块作业。农户可根据地块规模与需求，选择适配的平土技术。

图片来源于崔友林 PPT

高效松土：

无人作业系统的"土壤优化术"

土地平整后，还需保证土壤疏松，避免土疙瘩、石头、树根阻碍胡萝卜根系生长——若土壤中有硬物，胡萝卜易分叉，出现类似 "人参" 的畸形，影响品质。

我们采用深松耕作业与国内首创的无人作业系统，给拖拉机安装智能控制系统（相当于机器人的"大脑"），指挥其完成松土作业；同时，作业机器人搭载激光雷达、方向与转向角度传感器、北斗定位及多目视觉等先进设备（如同 "眼睛"），能识别周围环境、确定自身位置与行进方向。

只需给机器人下达作业任务，它就能自主规划最省时省力的路线；作业中若遇到羊群、井房、石头坑等障碍物，传感器与算法会快速识别，指挥机器人绕行或暂停，保障作业安全（原理类似扫地机器人，只是作业场景在田间）。此外，机器人可搭载犁、旋耕机、耙地机等不同农具，作业误差小于 3 厘米，基本避免重耕与漏耕，大幅提高土地利用率。

无人化播种：

"小橙" 登场，高效完成多环节作业

土地准备就绪后，便进入播种环节。此时的核心装备是我们亲切称为"小橙" 的蔬菜无人化作业平台，它功能强大，一次可完成 4 垄 8 行播种，且能同步实现旋耕、起垄、铺滴灌带、播种、镇压等复合作业，每小时播种面积超 10 亩，效率是人工的数十倍。

播种深度、起垄直线度、作业拼接精度，都考验着无人技术的精准性、适应性与稳定性。"小橙" 搭载种绳播种机，通过人工智能核心算法规划最优作业路线，既能节省土地，又能缩短作业时间，全程依靠代码实现自主作业。

特别值得一提的是其转弯掉头技术——这是衡量无人系统水平的关键指标。"小橙" 的掉头技术比很多老驾驶员驾驶水平还要高。传统驾驶员在田间掉头需反复调整对齐，耗时久；而 "小橙" 通过算法能一次性确定最小作业路径与最短时间，完成高效掉头，水平堪比十年经验的老司机。

植保机器人：

精准施药，兼顾安全与品质

一提到植保，大家不用担心，目前我们使用的农药均为生物农药或绿色农药，残留期短、对人体无害，但过去人工施药常出现用量过大的问题。植保机器人能实现精准施药：每个喷头可独立控制，根据胡萝卜长势与病虫害情况变量施药—— 病虫害严重区域多施药，轻微区域少施药，同时根据整体长势调节总用量，既保证药效，又减少农药投入。

这款植保机器人也是国内农业生产中应用比较成功的机型，能按田间轨迹精准作业，自主规划路线、原地掉头。它不仅避免了人工施药时人员吸入农药的健康风险，还能提升蔬菜品质，成为现代农场的必备高科技设备。

图片来源于崔友林 PPT

胡萝卜无人收获与运输

胡萝卜生长 100-120 天后进入采收季。过去主产区采收依赖 "人海战术"，一块地需上百人同时作业 —— 拔萝卜、切缨、装袋、运输，一亩地采收成本超 1000 元，占胡萝卜总生产成本（4000-5000 元）的 30% 以上。更严峻的是，农业从业人员老龄化严重（多数在 65 岁以上），农村劳动力短缺，高强度采收作业也不适合老人。

为此，我们研发出国内首款胡萝卜无人化收获机器人。

它能精准定位胡萝卜根部，模拟人手的"巧劲" 作业，避免损伤根部与萝卜缨；切缨时能保持一致性，每天可采收 30 亩以上，相当于 50 个人工的工作量，实现连续稳定采收，是蔬菜机械领域的里程碑成果，也是 "十四五规划" 期间大宗蔬菜产业的重要科研突破。

目前，该技术已在全国 12 个省市试验应用，采收成功率达 98% ，破损率低于 3% —— 国际同类采收机破损率多为 7%-8%，我们的技术不仅领先国际，更适配中国国情，终结了胡萝卜采收依赖人工的历史。

采收后，胡萝卜还需从田间运至仓库或水洗线，这就需要"小蓝"—— 一款网红运输机器人。它一次能运输 1000 公斤以上，替代人工搬运，减轻劳动力负担；采用履带式结构，适配国内不同土壤状况，即便在丘陵地带或雨后泥泞田地，也能畅通作业。"小蓝" 具备自动巡航、自主跟随功能，还能实现多机组编组作业，高效解决田间运输 "最后一公里" 问题。