农业机器人迎来数字孪生“大脑”，破解温室番茄机器人采摘难题

近日，中国农业科学院农业信息研究所机器视觉与农业机器人创新团队研发了一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统，有效解决现代温室番茄生产密植环境下机器人采摘效率低且易造成损伤的问题。相关研究成果发表在《农业计算机与电子（Computers and Electronics in Agriculture）》上。

在现代温室番茄生产中，高密度种植模式对自动化采摘提出了严峻挑战。因相机视角受限、果实分布密集复杂等因素，传统机器人系统采摘效率不佳且容易对果实和植株造成机械损伤。

为此，研究团队研发了一种数字孪生驱动的番茄智能采摘系统。该系统采用安装在机器人上的滑轨式深度相机，通过重建高保真的3D数字孪生温室环境，精确捕捉番茄的空间分布及生长状态，为机器人决策提供了全面、准确的数据基础。

此外，利用这一虚拟环境，团队还开发了具备目标识别信任机制的强化学习方法，优化了采摘策略，形成了包括机器人定位、手臂轨迹规划、果实选择优先级及自适应操作模式。

应用表明，该智能采摘系统显著提高了番茄采摘效率，降低了机械臂与植株间的碰撞发生率。

此项研究为温室作物的智能化采摘提供了新的技术支持，并为未来农业自动化设备的发展提供了重要参考。