智能风暴5.0-智能农业机器人关键技术与装备创新 | Intelligence & Robotics 期刊青年学术论坛第五期

刘天宇，工学博士，湖南农业大学讲师，硕导，中国农工学会人工智能和农业机器人专委会委员/青工委委员，中国农机学会终身高级会员/青工委委员。主持参与中央国家重点野生动植物保护项目、湖南省自科青年基金在内科研教学项目十余项，发表学术论文二十余篇，任Intelligence & Robotics期刊、《湖南农业大学学报》青年编委及二十余个国际期刊与会议审稿人。获第13届北京发明创新大赛银奖，加拿大班夫第36届国际建筑自动化与机器人研讨会“自动化与机器人分会”、2025年智能技术与先进制造国际会议“智能机器人与自主系统分会”主席，第八届和第十届国际大学生智能农业装备创新大赛特等奖“优秀指导教师”，国自科数学天元基金优秀学员，中科协青年科技人才“领航计划”等荣誉，从事农业机器人与智能装备、农业人工智能、农业具身智能等方面的研究。

张宏建，副教授，博士生导师，山东农业大学农业机械化系主任，山东省青年科技人才托举工程人选，山东省高校“青年创新团队”带头人，国家苹果产业技术体系智能化生产团队核心成员，担任Intelligence & Robotics青年编委、Information Processing in Agriculture编委，主要从事果园智能化生产关键技术与装备研发工作。近年来，主持国家自然科学基金青年科学基金、中国博士后科学基金面上项目、山东省重点研发计划课题等科研项目8项，参与国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系岗位专家等项目10项，并以第一或通讯作者在Computers and Electronics in Agriculture、Information Processing in Agriculture等期刊发表论文30篇，授权国家专利10项，参编著作2部，荣获山东省科技进步二等奖、山东省优秀博士学位论文等省部级奖励5项。

主题：

《智慧果园关键作业技术与装备研究》

内容简介：

本报告围绕智慧果园关键作业技术与装备研发，聚焦矮砧密植苹果园施肥、疏花、采收等关键环节，开展智能化装备与核心技术研究。突破了动态定深开沟、多级协同混施、苹果花识别与花密度检测、苹果成熟度与缺陷识别、三维精准定位、柔性低损抓取及多参数智能感知等关键技术，研发了智能开沟施肥机、智能疏花机、苹果采摘机器人等作业装备。有效提升了果园关键环节的作业效率和智能化水平，为果园机械化、智能化、绿色化生产提供了关键技术支撑。

金小俊，中共党员，博士，副教授、硕士生导师，兼任全国机械安全标准化技术委员会安全防护装置分技术委员会副秘书长，南京市食品包装智能装备概念验证中心副主任，南京林业大学乐惠国际智慧包装产业研究院执行院长，句容市智慧农业研究院理事长兼执行院长，江苏省可再生能源行业协会专家委员会委员，中国人工智能学会会员，中国农业工程学会会员，Frontiers in Plant Science期刊（SCI, IF 4.8）专题主编，Agronomy期刊（SCI, IF 3.4）专栏主编，Sensors期刊（SCI, IF 3.5）专栏主编，Processes期刊（SCI, IF 2.8）专栏主编，Frontiers in Artificial Intelligence期刊（ESCI, IF 4.7）客座副主编、专题主编，Scientific Reports期刊（SCI, IF 3.9）编委，Plants期刊（SCI, IF 4.1）青年编委，Intelligence & Robotics期刊（ESCI, IF 2.3）青年编委，Frontiers in Sustainable Resource Management期刊副主编，Crop Health期刊青年编委，New Crops期刊青年编委。曾在跨国外资企业和大型国有企业从事研发及管理工作十余年，历任高级工程师、主任工程师等职，后任北京大学现代农业研究院副研究员。主要研究方向为机器视觉与人工智能技术、多模态无损检测集成技术以及智能装备设计与系统集成。主持省市级科研项目及企业委托产学研合作项目5项，累计到账经费近700万元；参与国家级或省部级科研项目6项。在国内外学术期刊上发表论文60余篇，合计被引1000余次。其中，SCI收录论文34篇（中科院一区或二区论文27篇、ESI全球TOP 1%高被引论文1篇、Wiley出版社年度高被引论文1篇、Wiley出版社年度高下载量论文1篇）。授权发明专利18项（实现转化2项，累计金额105万元）、授权实用新型专利8项、登记软件著作权28件。

主题：

《除草机器人精准杂草识别研究》

内容简介：

随着精准农业与智能农机技术的快速发展，农业生产正逐步向精准化、智能化与无人化方向演进。杂草识别作为除草机器人的核心感知环节，其识别精度、环境适应性与实时性直接影响除草效果与农药利用效率。然而，复杂田间环境下杂草目标易受遮挡、光照变化及生长阶段差异等因素影响，其视觉特征呈现较强的不确定性与多样性，对机器人杂草感知与识别能力提出了更高要求。本报告围绕基于深度学习的除草机器人杂草识别研究展开，重点介绍团队近年来在杂草智能感知方面的研究进展。针对传统杂草识别方法泛化能力弱、识别鲁棒性低以及复杂场景适应性差等问题，分别探索了间接杂草识别方法、基于除草剂杀草谱的杂草识别方法、基于分类网络的杂草识别与定位方法，以及基于双模型解耦的杂草识别方法。相关研究结合深度学习、机器视觉与精准施药需求，在提高复杂场景下杂草识别准确率与模型轻量化部署能力方面取得了一系列进展。此外，报告还将介绍相关杂草识别方法在智能农机装备中的实际应用效果，并探讨深度学习驱动下农业机器人在精准施药、智能作业与智慧农业中的发展趋势与应用前景。

郭杰，工学博士，助理研究员，海南省第五高层次人才、第二批南海新星、省级科技特派员，海南大学（机电工程学院）硕士生导师，长期从事智慧农业相关研究。近五年主持省部级以上项目4项，以第一作者发表一区Top期刊SCI论文10篇，获授权发明专利13项。担任EA农业学部期刊2026年青年编委兼副主编、APPS专刊主编、AgriFood创刊副主编，Plant Phenomics第三届青年编委，ICRAE分会主席、多本Top期刊审稿专家。被聘为中国农业机械学会、中国农业工程学会人工智能和农业机器人委员会第一届委员等。相关工作得到了中国国际电视台（CGTN）的专栏宣传报导和哥斯达黎加香蕉官方生产机构的持续关注，并在第四届中国—非洲经贸博览会上进行了团队成果展示和讲解。

主题：

《香蕉采收（落梳）机器人化关键技术与装备研究》

内容简介：

采收（落梳）是香蕉产后处理链中唯一没有实现机械化的中间环节。传统的人工落梳模式存在劳动强度大、下刀不精准、切面不平整、蕉果受损伤等问题。蕉柄面域内最佳切割线的快速识别与精确定位、蕉柄切口断面的平整切割是实现香蕉落梳机械化的研究重点和技术难点。团队创建了蕉柄实例分割数据集，使用基于深度学习的目标检测算法对蕉柄数据集进行了训练，得到了最优蕉柄识别模型，开发了蕉柄切割线的识别定位系统并获取了其空间位置信息；在此基础上建立了蕉柄离散元力学模型及其与刀具的互作模型，明确了切割过程的应力变化和力波传递特性，构建了切割性能的多目标优化方程，得到了最佳切割参数组合；最后调整了仿形切割机构的作业姿态，明确了视觉认知与机构切割耦合作用下刀具运动位姿特征参数与蕉柄插切接触应力影响因素间的映射关系，阐明了视觉-刀具协同定位机理与位姿误差联合补偿机理。本研究为香蕉落梳装置的优化设计提供了理论基础，也为推动智能采收（落梳）装备走向实际应用提供了技术支撑。

段恩泽，工学博士，助理研究员，江苏省农业科学院农业设施与装备所养殖环境工程与装备创新团队成员，江苏省农业工程学会养殖工程分会副秘书长，主要从事畜禽养殖智能化技术与装备研究。近3年来，主持江苏省农机补短板项目1项，参与省自主创新项目、省农机推广项目、省一体化项目等省部级科研项目7项，发表EI/SCI论文7篇,授权发明专利2项。

主题：

《规模化家禽养殖智能化技术研究与装备创制》

内容简介：

为推动规模化家禽养殖向智能化、精准化转型，围绕规模化家禽养殖智能化技术研究与装备创制汇报近年研究工作。研究以笼养家禽为对象，利用机器视觉算法，系统探究不同环境条件下家禽活跃度的变化规律，实现家禽应激状态的非接触式精准监测。同时，汇报介绍团队研发的养殖巡检机器人、种鸡自动捡蛋溯源机器人，以及配套的死亡感知、雏鸭翻覆、采食饮水行为识别等视觉算法，实现养殖过程的自动化监测与智能化管控。最后简要介绍团队在规模化家禽养殖智能化领域的其他相关研究，为行业智能化升级提供技术支撑与实践参考。

点击阅读IR期刊各话题领域文章