在农业领域，一场由机器人引领的变革正悄然兴起。国家大宗蔬菜产业技术体系智能化管理团队成员崔友林，在一场科普活动上，以《机器人种菜走进现实：一棵胡萝卜的无人化生长之路》为题，分享了未来农业智能化发展的新图景，让人们看到了机器人种菜的无限可能。
传统印象中，种地总是与面朝黄土背朝天的艰辛场景紧密相连。然而如今，机器人种地已不再是科幻电影里的情节，而是真切地走进了现实。今年6月，在素有“中国胡萝卜第一镇”美誉的山东青岛市店埠镇，无驾驶舱的采收机器人正忙碌而有序地作业着。它熟练地松土、摘除萝卜缨、切齐胡萝卜，再将这些胡萝卜整齐地装入筐袋，整个采收过程实现了全无人化操作。
实际上，从一粒种子成长为成熟的胡萝卜，整个种植过程都已被一整套先进的装备所覆盖，实现了全程无人机器人种植。这一变革极大地减少了人工投入，让农业成为了一份更具吸引力、更具科技含量的职业。
胡萝卜的种子极为细小，仅有0.001克，比芝麻粒还要小一半。过去采用撒播的方式，一亩地需要撒几斤种子，这不仅造成了种子的严重浪费，而且出苗后还需要人工进行间苗，成本高昂。同时，种子挤在一起生长，会相互争夺资源，进而影响产量和品质。为了解决这一问题，科研人员采用了数字化编程技术。他们使用可降解纸带，让种子像“乘客”一样逐个被包裹在纸带里。播种时，纸带展开，种子便能够有序地入土，保持整齐的间距。
而间距的控制则依赖于数控小机器人。这个小机器人通过独特的装置，精准地控制种子落入纸带的时间间隔，再结合时间和转速的调控，最终实现所需的株距。农户只需将预设的株距和编织速度输入系统，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。
胡萝卜对土壤的要求远高于其他蔬菜，排水性好、有机质丰富只是基础，关键在于要抓好“平”与“松”两个环节。在平土方面，有卫星平地技术和激光平地技术可供选择。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”，能够接收卫星信号获取实时海拔和位置信息，然后根据这些数据调整平地机铲刀的高度，铲去高处的余土，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。激光平地技术则是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，但它易受大风等气候因素影响，更适合小地块作业。农户可以根据地块规模和需求，选择适配的平土技术。
土地平整后，还需要保证土壤疏松，避免土疙瘩、石头、树根等阻碍胡萝卜根系的生长。如果土壤中有硬物，胡萝卜容易分叉，出现类似“人参”的畸形，影响品质。为此，科研人员采用了深松耕作业与国内首创的无人作业系统。他们给拖拉机安装智能控制系统，相当于给机器人装上了“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，如同拥有了“眼睛”，能够识别周围环境、确定自身位置和行进方向。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。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，基本避免了重耕与漏耕，大幅提高了土地利用率。
土地准备就绪后，便进入了播种环节。此时登场的是被亲切称为“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，还能同步实现旋耕、起垄、铺滴灌带、播种、镇压等复合作业，每小时播种面积超过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、适应性和稳定性。“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的驾驶水平还要高。传统驾驶员在田间掉头需要反复调整对齐，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。
在植保环节，植保机器人发挥着重要作用。目前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，但过去人工施药常常出现用量过大的问题。植保机器人能够实现精准施药，每个喷头可独立控制，根据胡萝卜的长势和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，既保证了药效，又减少了农药投入。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。
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”，一块地需要上百人同时作业，包括拔萝卜、切缨、装袋、运输等环节。一亩地的采收成本超过1000元，占胡萝卜总生产成本（4000 - 5000元）的30%以上。而且，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，高强度的采收作业也不适合老人。为此，科研人员研发出了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，避免损伤根部和萝卜缨。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%，而国际同类采收机的破损率多为7% - 8%，这项技术不仅领先国际，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，胡萝卜还需要从田间运至仓库或水洗线，这时“小蓝”——一款网红运输机器人就派上了用场。它一次能运输1000公斤以上，替代了人工搬运，减轻了劳动力负担。它采用履带式结构，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，高效解决了田间运输“最后一公里”的问题。
这6款农业机器人集成了最新农业人工智能技术、先进传感器等20多项技术，实现了胡萝卜种植从“机械化”到“无人化”的转变，为现代农业提供了优质的科技示范与引领。随着智能化技术的不断发展，这些机器人将变得更加聪明。目前它们主要依赖专家经验和已有知识，未来随着作业面积扩大、性能提升，通过大模型与机器自学习，它们能够将生产经验转化为自主决策能力，实现完全自主作业。田间种地完全由机器人完成的那一天，或许并不遥远。
