Intelligenter Roboter revolutioniert die Pflanzenzüchtung in Gewächshäusern

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，实现了现代温室作物育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《细胞》（Cell），标志着我国在“AI+BT+Robot”融合的智能育种（BAR）新模式上取得关键进展。研究团队针对传统杂交育种中人工授粉效率低、依赖性强、耗时耗力等问题，构建了从生物设计到机器人适配的闭环技术体系。通过改造番茄花部形态，使柱头外露，显著提升了机器人识别与操作的可行性；同时开发了高精度视觉感知、柔顺操作控制与温室轨道自主导航算法，使机器人在复杂环境中实现厘米级定位与毫秒级响应。在实际应用中，该系统在北京首农翠湖工场北1区育种基地部署运行，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%，并可实现全天候连续作业。对于异花授粉作物，机器人效率接近人工水平；而对于自花授粉作物，其效率显著优于人工，为快速培育气候适应性新品种提供了高效路径。该系统不仅大幅缩短育种周期、降低人力成本，更推动了从“经验育种”向“精准智能育种”的范式转变。其核心创新在于“生物设计—机器适配”双向优化策略，即通过分子育种手段改造植物结构以适配机器人操作，同时利用AI与机器人技术反向提升育种效率。目前，系统所有关键零部件已实现国产化，具备大规模推广潜力。该技术可进一步拓展至作物表型监测、智能采收等农业全链条自动化场景，为应对气候变化下的粮食安全挑战提供智能化解决方案。 业内专家认为，该研究是“AI for Science”在农业领域的里程碑式应用，标志着中国在智能育种领域已从跟跑迈向领跑。中科院自动化所长期深耕智能机器人与人工智能交叉研究，具备强大的系统集成能力；生物遗传与发育研究所则在分子育种与植物遗传改良方面具有深厚积累。两所协同攻关，形成了“基础研究—技术突破—工程落地”的完整创新链。清华大学陶建华教授指出，该系统展示了机器人在复杂生物场景中实现微操作的可行性，为未来农业机器人发展提供了范本。首农集团相关负责人表示，该技术有望在设施农业中快速复制推广，助力我国现代种业高质量发展。