智能人形采摘机器人
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-10-25 12:16:53
当前农业采摘领域面临劳动力短缺、效率低下、成本高昂等痛点,传统人工采摘及简易机械采摘难以适配多样化果蔬和复杂农田环境。为此,北京伟景智能科技有限公司研发了全球首款智能人形采摘机器人,填补了人形机器人在农业采摘领域的市场空白。该机器人采用 AGV 底盘与人形机身设计,融合线激光 + 双目立体视觉技术、手眼伺服系统及自主研发芯片,实现精准定位、自主导航与智能化采摘。核心功能包括:1. 自主采摘:通过 600 万像素视觉系统识别果实成熟度与位置,7 自由度灵巧手(与人类手部匹配度 90%)模拟人类动作完成表面及纵深采摘,采摘定位精度≤1mm;2. 灵活移动:提供轮式(轻盈快速)和履带式(适应复杂地形)底盘,第三代产品新增可伸缩 “双腿”,作业范围覆盖地面至 2m 高度;3. 智能交互:支持语音、触控等多模态交互,操作门槛低;4. 高效作业:采摘速度达 2 秒 / 次,可 24 小时不间断工作,适配苹果、猕猴桃、冬枣、番茄、黄瓜等多种果蔬。该机器人已在雄安新区、陕西渭南等地落地应用,通过高精度视觉、仿人操作与强环境适应性,有效解决农业采摘痛点,推动农业自动化升级。
传统采摘方式(人工或简易机械)存在 “效率低、适应性差、损伤率高” 等局限,本成果通过技术创新实现突破,核心亮点如下:1. 高精度智能视觉系统:采用自主研发的线激光 + 双目立体视觉技术,单个成像面像素达 600 万,抗光性达 18 万流明(远超传统结构光的 8 万流明),可在户外强光、昏暗环境下精准识别果实位置与成熟度,抑制光线及阴影干扰,定位精度≤1mm;2. 自研芯片与实时计算能力:核心计算芯片自主研发,每秒可处理 5000 帧实时数据,实现零延迟响应,支持运动状态下手眼伺服联动,确保 “眼到手到” 的精细化操作;3. 仿人灵巧操作与作业范围拓展:第三代灵巧手具备 7 个自由度,整合压力传感器,可完成拿捏 A4 纸、握笔写字等精细动作,与人类手部匹配度达 90%;搭配可伸缩 “双腿” 及轮式 / 履带式底盘,作业范围覆盖地面至 2m 高度,适应山地、平原等多样农田环境;***® 技术与认知库支撑:强调前端实时计算,命令响应速度快,结合场景认知库、平面 / 立体视觉认知库,支持机器人快速适应新果蔬种类与环境,减少人工干预;
本项目研发的智能人形采摘机器人可广泛应用于农业果蔬采摘场景,具体包括: 1. 水果采摘领域:苹果、猕猴桃、冬枣等果园,通过仿人操作减少果实损伤(损伤率较人工降低 60% 以上),2 秒 / 次的采摘速度较人工提升 3-5 倍,确保果实在最佳成熟期采收,减少延误损失; 2. 蔬菜采摘领域:番茄、黄瓜等大棚作物,轮式底盘适配大棚环境,履带式底盘适应泥泞地面,可 24 小时作业,解决大棚高温环境下人工采摘效率低的问题; 3. 规模化农业园区:在雄安农业产业园区、科技农场等场景,与农业全产业链数字化系统对接,实时记录采摘数据(时间、数量等),为生产决策提供支持,推动智慧农业发展。 据行业数据,到 2050 年全球预计短缺 500 万水果采摘者,我国农业劳动力短缺问题尤为突出。该机器人每亩可降低采摘成本 30%,提升农产品售价 10%-15%,叠加政策对农业科技的扶持,预计 3 年内可覆盖国内 20% 以上的规模化果蔬产区,应用前景广阔。
(按解决该项成果技术问题所作贡献大小排序)1. 董霄剑博士(创始人 & CEO):东南大学无线电工程专业博士,无线电通信与芯片领域知名专家,拥有二十余年行业经验(历任飞利浦半导体 TD-SCDMA 技术负责人、展讯通信首席科学家等)。2016 年创立伟景智能,主导智能人形采摘机器人的整体技术路线与产品战略,推动立体视觉技术与机器人融合应用,带领团队完成 180 余项专利(70 余项发明专利)布局;2. 核心技术团队:由 985/211 高校毕业生组成,汇集人工智能、机器视觉、机器人控制领域人才。在机械工程方向负责灵巧手与底盘设计,实现仿人操作与地形适配;在计算机科学方向攻克双目视觉与手眼伺服协同算法,提升定位精度;在深度学习方向构建认知库,支持多果蔬识别,为机器人的智能化与产业化提供核心支撑;3. 工程落地团队:具备丰富的农业场景适配经验,负责机器人在果园、大棚等场景的测试与优化,已完成陕西渭南、雄安新区等多地落地应用,确保技术与产业需求深度融合。
为了研发该成果,累计投入包括核心技术攻关(视觉系统、灵巧手、自研芯片)、原型开发、场景测试等各类经费,已获得 180 余项专利(70 余项发明专利),并中标雄安新区农业全产业链数字化转型项目,在陕西、河北等地实现落地应用。 针对技术迭代与市场拓展,尚需投入经费用于第四代产品研发(提升多果蔬适配速度)、产能扩建(满足规模化需求)及市场推广,预计 1 年内完成。 成果在推动科学技术进步方面,突破了人形机器人在农业采摘领域的技术瓶颈,提升了我国农业自动化装备的国际竞争力;在经济效益方面,每亩果园可降低采摘成本 30%,带动农产品产值提升,按服务 100 个规模化园区计算,年间接经济效益超 5 亿元,同时拉动机器视觉、精密机械等产业链发展;在社会效益方面,缓解农业劳动力短缺,减少人工采摘的劳动强度,推动农业生产模式向智能化转型,具有显著的社会与经济价值。
1. 技术合作与设备销售:与农业果蔬采摘园、科技农场合作,提供智能人形采摘机器人设备及配套运维服务,按设备型号与服务周期收费; 2. 定制化解决方案:针对不同果蔬品种(如高秆作物、藤蔓作物)提供定制化采摘模块,适配特殊种植场景,收取方案设计费; 3. 产学研协同:与农业科研机构合作,共同完善认知库与采摘算法,拓展更多果蔬品类,共享技术成果; 4. 资金需求方面,寻求用于产能扩建与市场推广的经费,目标 1 年内覆盖 50 个规模化农业园区,2 年内成为国内农业采摘机器人领军品牌,3 年内进入国际市场,推动全球农业自动化升级。