智能育种机器人颠覆温室作物育种效率，中科院自动化所引领农业科技创新

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，显著加速育种进程。相关成果以《Engineering tomato floral morphology facilitates robotization of cross-pollination and speed breeding》为题，于2025年8月11日在线发表于国际顶级期刊《细胞》（Cell）。该研究开创性地构建了“BT（生物技术）筑基+AI赋能+机器人劳作”的智能育种（BAR）新模式，标志着我国率先完成智能机器人育种闭环技术体系的构建。 传统杂交育种依赖人工完成花粉转移，操作精细、耗时耗力，成为制约温室作物育种自动化的关键瓶颈。针对异花授粉作物（如番茄、大豆等），研究团队突破了在复杂环境下对微小花器的精准感知、柔顺操作与温室轨道精确定位等技术难题；针对自花授粉作物，则创新性地构建了柱头外露的雄性不育系，为机器人自动授粉提供生物学基础。 基于上述技术，团队开发出全自主智能育种机器人，并在北京首农翠湖工场北1区示范基地成功部署。系统实现花朵柱头识别准确率达85.1%，单次授粉耗时仅13秒，单次巡航授粉成功率高达77.6%±9.4%，支持全天候连续作业，确保每朵花成功坐果。在坐果率相当的前提下，机器人对异花授粉作物的效率接近人工，而对自花授粉作物的效率则显著优于人工，极大提升了育种效率与成本控制能力。 该成果不仅为精准农业提供可复制的技术模板，更通过“生物设计—机器适配”的双向优化路径，为应对气候变化下的粮食安全挑战提供智能化解决方案。未来可拓展至植物表型监测、智能采收等农业全链条自动化场景。目前，机器人核心部件已实现全部国产化，具备广阔应用前景。 论文共同第一作者为中国科学院自动化研究所杨明浩副研究员（AI与机器人技术负责人），以及生物遗传与发育研究所谢跃、张廷浩博士。清华大学陶建华教授、中科院自动化所韩华研究员等亦作出重要贡献。研究获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项目资助。