山东农业大学机械与电子工程学院研发了一款集葡萄疏花与采收功能为一体的智能农业机器人，结合人工智能、机器视觉、机械自动化等先进技术，旨在解决葡萄种植中的疏花和采收环节的效率和品质问题。在疏花环节，机器人采用刚性与柔性元件相结合的执行器设计，保证了操作的精准性，并避免对葡萄植株的损伤，解决了传统葡萄疏花作业中机械无法使用的问题，显著提高了作业效率和精度。此设计的灵活性使机器人能够在不同的种植环境和葡萄品种中应用，满足不同农艺要求，推动了葡萄种植向智能化、精准化发展。在采收环节，机器人通过葡萄识别与采摘点定位技术，精确识别鲜食葡萄的位置并进行分割采摘，确保了采摘过程中的无损操作。结合葡萄成熟度分级检测技术，机器人能够自动判断葡萄的成熟度，确保采摘的葡萄符合市场需求的质量标准。此外，机器人还配备了模块化设计的袋中袋包装装置，实现了葡萄的无损打包工作，采摘后的葡萄可以直接分级包装，并通过50厘米高的安全落差进入收集框，避免了传统采摘后再分级造成的二次损伤，最大程度地保持了葡萄的新鲜度和品质。该机器人的研发有效提升了葡萄疏花和采收环节的效率与精度，显著降低了人工成本和果实损伤率，为我国鲜食葡萄种植的智能化和产业化进程提供了有力支持。机器人模块化设计的特点使其可以适应不同葡萄品种和种植环境，为现代农业提供了可推广的技术解决方案。其花序疏剪的平均时间为7.65s，花序损伤率为5%，采摘效率为0.2亩/小时，葡萄破损率控制在2%-8%之间，分级精度达到90%-95%，打包速度为150-200串/小时，采摘、分级、打包整体合格率达到90%-92%。这一技术成果标志着我国在农业机器人领域的技术突破，为其他果蔬的智能化采收提供了重要参考，具有广阔的应用前景。目前，该机器人已获得2024雄安植物工厂技术应用大赛三等奖；山东省“互联网+”大学生创新创业大赛银奖；山东省大学生人工智能大赛三等奖；“兆易创新杯”第十七届中国研究生电子设计竞赛三等奖等奖项。

葡萄疏花采收机器人结合人工智能、机器视觉、机械自动化及模块化设计，解决了传统葡萄种植中疏花与采收环节的效率低、果实损伤大等问题，推动了农业生产的智能化与精准化。其主要技术亮点包括：

（1）精准疏花技术：通过高精度传感器和深度学习算法，机器人精准识别葡萄果穗和花柄，实现智能疏花，避免对葡萄植株损伤，显著提高疏花效率与果穗均匀性。

（2）智能识别与定位技术：结合机器视觉和成熟度分级检测技术，机器人能精准识别葡萄并定位采摘点，确保采摘时机符合市场需求，提升采摘精度和效率。

（3）无损采收与分级技术：柔性夹爪与精准切割装置确保葡萄无损采摘，自动完成分级，避免二次损伤，提升葡萄品质和新鲜度。

（4）模块化包装技术：采用模块化袋中袋设计，保证葡萄无损打包并安全落入收集框，提高包装效率，确保运输过程中的品质保护。

（5）高效节能设计：机器人采摘效率为0.2亩/小时，破损率仅2%-8%，整体合格率达到90%-92%，大幅降低人工成本和能源消耗。

（6）模块化与适应性设计：适应不同品种和种植环境，提供可定制的技术解决方案，提升设备利用率，降低投资成本。

本项目研制的葡萄疏花采收机器人，在现代农业中具有广阔的应用前景，特别是在提升鲜食葡萄生产效率与质量、降低人工成本与劳动力依赖、推动葡萄产业智能化与精细化管理、适应不同种植环境与葡萄品种的灵活性、推动果蔬智能化采收的产业化进程、推动农业领域的科技创新与产业升级和国际市场的拓展潜力等方面展现了巨大的潜力。随着全球农业智能化的发展，尤其是我国对农业现代化、智能化的不断推动，葡萄种植业正面临从传统人工劳动向自动化、智能化转型的需求。本项目研制的葡萄疏花采收机器人不仅能够推动我国葡萄产业的智能化和产业化进程，还能在其他果蔬的智能化采收领域产生重要影响。随着农业智能化水平的不断提升，未来该技术将成为现代农业发展的重要驱动力，具有显著的社会和经济价值。

本项目团队由一批在智能农业、机器人技术、人工智能和机器视觉等领域具有深厚积淀的专家和研究人员组成。团队成员通过密切合作，共同攻克了葡萄疏花采收机器人技术中的关键难题，推动了该成果的顺利研发和应用。以下是团队成员：

刘平，41岁，博士，现任山东农业大学机械与电子工程学学院教授委员会主任/教授。主要从事农业装备智能控制技术机器人关键技术研究，农业装备智能化山东省工程研究中心主任，中国农业机械协会科技服务团专家，中国农机学会人工智能分会委员，中国农业工程学会委员，山东省农业机械学会常务理事。以第一作者/通讯作者发表学术论文60余篇，其中SCI/EI检索论文46篇，授权发明专利近20余项（2项转化应用），登记软件著作权8项（2项转化应用），获山东省自动化学会科技进步一等奖1项，山东省泰山科学科技三等奖1项。

张琨，31岁，博士，副教授，山东省科技特派员，博士毕业于天津大学，2023年入职山东农业大学。主要从农业机器人、计算机视觉与深度学习的应用研究，主持和参与多项国家级和省部级项目，以第一作者发表SCI/论文10余篇。

王春颖，30岁，博士，副教授，本硕博均就读于山东农业大学，2023年入职山东农业大学。主要从事智能农机装备设计与研制，发表SCI/EI收录论文10篇，参编书籍1章，授权发明专利5项，设计创制的“智能高效拱棚插架覆膜一体机”填补国内空白，获国际智能农机大赛一等奖和山东省自动化学会科技进步一等奖。

朱衍俊，30岁，在读博士，本硕博均就读于山东农业大学。主要从事目标识别与采摘机器人的关键技术研发，发表SCI/EI收录论文4篇，授权发明专利2项，获国际智能农机大赛一等奖和山东省自动化学会科技进步一等奖等奖项8项。

宋东方，23岁，在读硕士，本硕均就读于山东农业大学，主要从事设施番茄绿色生产关键技术研发。

张逸飞，22岁，在读硕士，本硕均就读于山东农业大学，主要从事鲜食葡萄末端设计技术研发。

本项目研发的葡萄疏花采收机器人，初期创始团队自筹资金100万元、股权投资50万共150万元作为启动资金，通过自动化与智能化技术的结合，有效提升了农业生产效率，带来了显著的经济和社会效益。该机器人通过减少人工成本、提高采摘效率，已成功应用于多个葡萄种植基地，预计三年内为企业带来超过500万元的经济收益，减少了50%以上的人工成本，采摘效率提高了3倍。预计未来两年内，团队将继续投入约500万元用于技术优化和市场推广，未来收益预计将达到2000万元。通过精准操作，机器人避免了对葡萄植株的损害，减少了农药使用，提升了农业资源的利用率。此外，机器人操作减少了土壤压实，减少了环境干扰，有助于推动可持续农业发展。通过智能化设备，农业生产成本大幅下降，农民的收入水平得到提升。同时，技术推广也创造了大量的技术和服务岗位，推动了农村劳动力的多元化发展。该技术为农业机器人领域提供了新的技术方案，并推动了大数据与人工智能技术在精准农业中的应用。机器人技术不仅提高了葡萄的采摘精度，还为其他果蔬智能化采收提供了参考，推动了农业自动化发展。

我们希望与农业机械制造企业、智能农业公司等合作，通过技术授权，合作方可以利用我们的技术进行产品开发和生产，我们将提供详细的技术支持和培训。

申报团队共占总股本的70%，其中项目团队以资金的形式投资占总股本的20%，山东农业大学以技术资产的形式占股30%，团队设备等固定资产共占股20%，引入2～3家投资商共同入股500万元，以利于筹资，化解风险，占总股本的30%。

期望通过多方合作，短期内，通过市场推广和产品优化，使该技术在全国葡萄种植基地广泛应用；长期来看，将这一技术打造为智能农业领域的标杆，推动全球范围内的农业自动化进程。

我们期望与具备行业影响力和市场渠道的合作伙伴开展深度合作，合作方需具备较强的市场开拓能力和资金支持，以便将技术快速转化为具有市场竞争力的产品。