中国科学院自动化研究所联合生物遗传与发育研究所研发智能育种机器人，实现温室作物育种全流程自动化突破

中国科学院自动化研究所与生物遗传与发育研究所联合研发的智能育种机器人系统，成功实现现代温室作物育种与制种流程的全自动化突破。该成果于2025年8月11日以《Engineering tomato floral morphology facilitates robotization of cross-pollination and speed breeding》为题发表于国际顶级期刊《细胞》（Cell），标志着我国在智能育种领域迈出关键一步。 传统育种依赖人工完成杂交授粉，尤其在异花授粉作物（如瓜类、十字花科）和自花授粉作物（如番茄、大豆）中，需精准避开雄蕊，将花粉涂抹至雌蕊柱头，操作繁琐、效率低下，成为制约育种自动化的主要瓶颈。针对这一难题，研究团队创新性提出“BT筑基+AI赋能+Robot劳作”的智能育种（BAR）新模式，融合人工智能、机器人技术与分子育种，构建起从生物设计到机器适配的双向优化体系。 研究团队首先通过分子育种手段，培育出柱头外露的雄性不育番茄系，显著降低自花授粉作物的授粉难度；同时，针对异花授粉作物，开发了极端微小目标的高精度感知、柔顺操作及温室轨道精准停驻等关键技术。基于此，研发出可在温室环境中自主巡航、精准授粉的智能育种机器人。该机器人在首农翠湖工场北1区示范基地成功部署，实现全天候连续作业。 实验数据显示，机器人柱头识别准确率达85.1%，单朵花授粉耗时仅13秒，单次巡航授粉成功率高达77.6%±9.4%。在坐果率相当的前提下，机器人对异花授粉作物的授粉效率接近人工水平，而对自花授粉作物的效率则显著优于人工，展现出大幅提升育种速度与降低人力成本的巨大潜力。 该系统不仅实现育种环节的自动化闭环，更具备向表型监测、智能采收等农业全链条延伸的广阔前景。所有核心零部件已实现国产化，技术具备可复制、可推广性，为应对气候变化背景下的粮食安全挑战提供了智能化解决方案。 本研究由中国科学院自动化研究所杨明浩副研究员与生物遗传与发育研究所许操研究员共同领衔，谢跃、张廷浩、孙杨昌、吕鸿昌等多名研究生及科研人员深度参与。项目获得中科院怀柔脑认知平台、国家自然科学基金京津冀合作专项、中科院战略先导B类专项及广西重点研发计划等支持，体现了跨机构、多学科协同攻关的典范。