厦门网讯（厦门晚报记者 李小庆 ）陈先益研发的果实采摘机器人正立在实验室，等待奔赴田间地头一试身手，它的机械臂能巧发力，还能精准“切”掉果梗。35岁的沈汉滨蹲在果蔬大棚里，和工人一起摆放一袋袋椰糠，今年秋季的黄瓜和西红柿，就快下种了，他想用技术提高它们的产量和品质。他的头顶，就是一座能控温、控湿的智慧大棚。传感器架在棚顶，数据在屏幕上跳动。
从会种田到“慧”种田，厦门的新农人用科技让种田变得更轻松、更高效，在现代农业这片沃土上精心耕耘，走出一条特色农耕之路。
研发的果实采摘机器人 已完成实验室验证
厦门理工学院机械与汽车工程学院讲师陈先益最近有点心急，番茄采摘季已过，下一个收获季要到12月以后，他和团队研发的果实采摘机器人，现已完成实验室验证，亟待到田间地头接受实战检验——是骡子是马，得拉出来遛遛。
这台果实采摘机器人为轮式结构，配有机械臂，“大脑”里“写”着采摘蔬果的程序，它在果园“扫”一遍，就能判断这片果园的产量、病虫害情况、果实成熟度，确认是否可采摘。而且，机械臂末端构件采摘方式多样，可以模仿人手使用巧劲采摘，也可装配刀片剪摘。
这是陈先益和他带领的9名研究生花了3年多时间研发出的成果，在采摘机器人本体、采摘系统软件、智慧农业作业系统等方面，获得十余项相关专利。
陈先益做农业机器人的想法，最早可以追溯到2011年。当时，他在西安交通大学读研究生，陕西苹果种植量大，他想研制一台苹果采摘机器人。陈先益脑海里有很多构想，可到果园对接农民时，对方并不认可，担心机器人把果子采坏，“一个大苹果卖四五元，采坏一个，我就会损失四五元”。陈先益笑称：“说实话，我自己也不相信能做到完全无损采摘。”但他觉得，总得研究一下，研发采摘机器人难度高，那先研究喷药设备。
恰好，一家农业装备研发公司找到他的导师团队，希望研发适用于山地的农药喷洒系统。那时，他和两名师弟前往重庆北碚，住在厂区，每天坐车去山里的柑橘果园，傍晚再返回，成天研究如何让喷药机器人在丘陵地带稳定运行。他们就这样来回跑了一个多月。
“难啊，真的很难！光是让机器人在崎岖的泥路上行走就很难。”陈先益回忆，刚开始，他们给机器人装上GPS，但山里常常信号不好，机器人会宕机。后来，他们改用道路两侧树干作为参照物——和人走路一样，依靠两侧参照物判断行进位置。小树、杂草等干扰物需要过滤掉，让设备只认树干。“前前后后用了两三年，我们终于把喷药机器人研制成功了。”
能摘水果能预估产量 综合效率比肩甚至超过人工
2022年，陈先益入职厦门理工学院，但研发农业采摘机器人的想法，一直没有断过。三年前，他开始带领团队研发采摘机器人，选定同安苗来园作为实践基地。
机器人的部分“身体”是买来的，但“大脑”要自己研发。做实验、写程序……研发过程的每一个细节都至关重要。比如，机器人该如何采摘？陈先益请教农业专家，专家告诉他，西红柿果梗质地脆，果实旋转40度左右就能摘下来。还有一种办法是直接剪切果梗，果梗长度约1至1.5厘米。他们制作了一个末端执行器，加上刀片，既能剪又能夹。“机械臂的精度达到了0.2厘米，完成这套动作完全没问题。”陈先益说。
但新难题随之而来：西红柿的果梗藏在叶片后方，很难识别。陈先益采用深度学习的技术，多次到农场拍摄大量照片，覆盖西红柿幼苗、青果、熟果等全生长阶段，记录各类果梗的不同姿态。拍摄完成后进行人工分类，比如直的、斜的形态，再贴上标签、写入程序、训练识别模型。他们为机器人配备了立体相机，摄像头可捕捉三维坐标与距离信息，指引机械臂移动对位。
陈先益说，采摘番茄、柠檬、柑橘等水果原理相通，机器人的“身体”差不多，换个“大脑”和采摘构件就可以。他也开展苹果采摘试验，目前，他研发的机器人综合效率比肩甚至超过人工。
除采收作业外，机器人还能做产量预估。绕果园走一圈，扫描一遍，就能大致算出一亩（约等于666.7平方米）地的产量。农户可以根据这份数据安排物流和人手。“甚至一星期以后、半个月后能挂多少果，都可以预判。”陈先益说。
降低果实损伤率是他面临的一大难题，例如放果子的时候，一个尖朝上、一个尖朝下，就很容易碰伤。他们的解决办法是加装传送带，固定位置，果实一个一个传送，避免堆叠。
陈先益是福建三明人，是从农村走出的学子。他清楚，无论机器人技术有多先进，归根到底是要实现降本增效，农民最关心的是省钱增收。陈先益说，机器人研发落地后，在规模化的作业场景下，农户可尝试租赁模式，一天可能只需几百元，等同或低于人工费用。“人会疲劳，在高温高热环境下需要休息，但机器人不会累、不怕晒，还能24小时干活。”
无土栽培黄瓜番茄 自己配比营养液
陈先益想着怎么用机器人代替人工，提高水果采收效率。沈汉滨想着怎么用科学的方法，种出更高产量的农产品。
8月15日，他要开始种新一季的黄瓜；9月，西红柿也要下种。
在同安莲花镇窑市村苗来园种植基地，沈汉滨吩咐工人装好椰糠，一袋袋“排好兵布好阵”，就等插上种苗。这是一种无土栽培模式，用椰糠替代土壤进行基质培育。
一袋椰糠栽种两棵黄瓜苗，营养液是自己配比的，大棚里有控温系统，可自动控制浇水、开窗等，一个月后就可以收获。沈汉滨说，两棵黄瓜苗一季的总产量约6公斤，远比露天农田里的产量高。
他种的是水果小黄瓜，椰糠由椰子壳加工制成，一袋18元，可循环使用两三年。沈汉滨说，虽然采购成本略高，但换下来的椰糠还可以撒入田里改良土壤。营养液也是他自己配的，黄瓜、番茄、生菜各有不同的配比，机器按预设比例自动混合。
作为苗来园基地的生产经理，沈汉滨负责这里所有农作物的长势管理，每天巡棚。沈汉滨说，巡棚不能马虎，要仔细查看，有时巡查一座大棚需要半天。巡查时要观察农作物叶背是否有水珠状的斑点，这是霜霉病早期特征；摸一下基质湿度，查看植株有无萎蔫、黄斑；有时候还要用放大镜来看，因为螨虫很难用肉眼发现。
即便巡查再细致，也难免出现疏漏。去年，水果小黄瓜得了霜霉病。霜霉病主要危害叶子，瓜叶受损后，光合作用减弱，黄瓜就长不大。“病害扩散得特别快，一两天就能从一小片扩散到大半个棚。”沈汉滨说，等他发现时，病菌已大面积扩散，他赶紧组织人员打药，但还是没有完全控制住病害，当季黄瓜的产量少了三分之二。
去年，大棚里种了普罗旺斯西红柿。西红柿需要授粉，沈汉滨买来一大箱熊蜂，共100多只，放在棚里。熊蜂授粉时，沈汉滨巡棚不慎闯入，被熊蜂蜇了。“我以前一个同事被蜇后，脚肿得跟猪蹄一样。有些人被蜇，严重时还会休克。但我被蜇后，只起小水泡，会痒会痛，但不会肿。”沈汉滨笑说，他不怕晒、不怕虫，简直是“天选农民”。
2015年，沈汉滨从福建农林大学农学专业毕业。选择农学是他自己的决定，他说，传统农耕劳作太辛苦了，他希望学成后，依靠现代农业技术，尝试“改变农业这一现状”。
35岁的沈汉滨喜欢跟农作物打交道，皮肤晒得黝黑，巡棚时，大棚里的气温比室外高出好几摄氏度，巡一圈下来便满头大汗。“把这一季的农产品种好，种出比预期更好的产量、品质，就很有成就感。”他说。
沈汉滨认为，如今农业从业者老龄化趋势明显，从事种植的年轻人很少，未来，大面积土地承包、机械化作业可能是行业趋势之一。他最近在山东看到一种新模式——“棚地产”：政府建农业园区，租给返乡年轻人种植，就像租房子一样，园区还提供物业和技术支持。他将这种模式称作“一二三产结合”。“种植是第一产业，服务、销售是第三产业。未来的农业，还是有很多条路可以走的。”沈汉滨说。
架起现代化智慧大棚 自动调节温度湿度和二氧化碳浓度
沈汉滨所在的苗来园基地大棚，是厦门苗来园科技有限公司对外展示的现代化智慧大棚。大棚内装有传感器，实时采集光照、温度、湿度、二氧化碳等数据，并传输至控制室，在屏幕上显示。
尤其是西红柿种植大棚，采用高挑开阔的结构，为西红柿生长提供了充足空间；棚顶覆盖进口高透光散射薄膜，如同为作物撑起一把柔光伞，让阳光洒在每一株西红柿上。
厦门苗来园科技有限公司副总经理王吉龙介绍，大棚内配备企业自主研发的半封闭环境控制系统，能自动输送经过过滤、调温的洁净空气，自动调节温度、湿度和二氧化碳浓度，为西红柿营造稳定适宜的生长环境。此外，大棚的侧面、顶部还配备了可自动开启的通风窗。去年，大棚旁边还安装了公司自主研发的半封闭水帘系统，实现高效降温、调湿。
王吉龙举例说，室外温度达到38℃时，未开启降温设备的棚内温度可高达50℃；启用这套水帘系统后，棚内温度可调控至32℃—33℃。“用水帘系统调节温度，大棚内温度更均匀，不会出现一边热一边凉的情况。”
现在，苗来园基地依托现有智慧大棚，尝试提高各种蔬果的产量和品质。基地种了黄瓜、西红柿、生菜、水果南瓜。今年，基地正尝试在大棚内开展夏季水培生菜种植。
王吉龙说，生菜一般秋季栽种，气候适宜时二三十天即可采收；如果夏季种植，生菜生长期会延长至四五十天，长势缓慢、个头偏小，叶片不紧密，外形品相不佳。客户要求每棵重量在250克以上，但目前只能达到150克左右。
最近，他们正要试种水培生菜，已在大棚内布好管道，打算通过营养液从根部降温等方法，降低温度，此外，还要减少强光照射时间。“希望能试种成功。”王吉龙说。
事实上，苗来园种植基地是厦门圣健和农业工程技术有限公司对外展示的一个窗口，占地42亩，其中智慧大棚5座，占地约22亩。公司深耕温室工程领域20余年，有半封闭温室、薄膜温室、玻璃温室、纹络式温室等，核心业务是为现代农业提供温室装备与种植技术整体解决方案。他们生产的智慧温室大棚远销欧洲、美洲、非洲等70多个国家和地区，年营业额上亿元。
“公司业务以海外市场为主，同时也为国内企业承建大棚，比如，漳州东南花都现代农业展示馆、如意情集团股份有限公司的种苗大棚，都是我们搭建的。”王吉龙说，他们也希望为更多本地企业服务。
