文 | 机器最前线

精准识别花朵、伸出机械臂轻柔完成杂交授粉...... 前日，我们能看到在温室的花丛里，一位“钢筋铁骨”的机器人已经穿梭在其中开始在做杂交授粉实验。

一次事关农业、农村和农民的技术性变革要开始了吗？

01 关于智能育种机器人“吉儿”

世界首台智能育种机器人——吉儿（GEAIR），是由中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员领导的智能育种攻关团队自主创新完成的。

该机器人通过生物技术(BT)+人工智能(AI)深度融合，首次提出作物-机器人协同设计理念，利用基因编辑重新设计作物花型，快速精准创制“机器人友好”的结构型雄性不育系，运用深度学习和人工智能成功研制。

“吉儿”由多个部分组成：一个移动底座可用于在2米间距的番茄行间巡航；一个超宽带定位模块让其可在温室里进行高精度定位、测距和坐标计算；还有一个Real Sense D435i摄像头用来进行图像捕捉和识别；一套授粉设备（包括一个授粉臂、授粉夹爪）精准、轻柔地夹持花粉刷，与柱头接触来完成授粉；一个装花粉的容器。它能够精准识别花朵、伸出机器臂轻柔的完成杂交授粉，代替工人完成全流程育种工作。

02 为何要研发这款机器人？

在农作物品类中，每个品种都有它自己的长处和短处，我们要通过杂交育种，结合两个或多个亲本的优良性状，克服其缺点，从而育成具有优良性状的新品种。

而在传统的杂交育种过程中，经常需要人工协助帮助作物授粉，第一件事需要把雄蕊去除，俗称‘去雄’。这个过程要用镊子一个个剥，几乎完全依赖人工。但人工授粉又具有成本高和效率低两大关键瓶颈。

人工授粉成本高：杂交育种和制种长期面临着高成本的问题。以番茄为例，杂交种已占商品种的90%以上，但因番茄花的柱头内缩为闭合花型，全球番茄杂交育种和制种至今仍完全依赖人工进行杂交授粉，这项工作的人力成本已占番茄总育种成本的25%以上，仅人工去雄一项就占番茄杂交授粉成本的40%。

随着劳动力供需矛盾加剧，人工成本还在持续上涨，育种企业和种植户的利润空间上升不大，从而在一定程度上制约着杂交育种和制种的规模化落地。

人工授粉数量多且效率低：人的劳动能力和反应速度是有限制的，单人单日能完成的授粉花朵数量存在着上限，而作物授粉的数量是相当多的，所以人工授粉很难满足大规模育种基地和大型温室对授粉数量的需求。

而且授粉是有最佳授粉期的，在作物花期集中的关键时期，若常因授粉人力不足而导致部分花朵错过最佳授粉期，种子的坐果成功率、产量和质量将会明显下降。

经过科研团队试验，“吉儿”柱头识别准确率可达85.1%，每授粉一个花朵仅耗时15秒，效率远高人类授粉，单次巡航授粉就实现了77.6%±9.4%的成功率。机器人可全天候24h不间断地反复巡航，自动进行杂交授粉，以确保每朵花成功授粉坐果，这极大的提高了生产效率、降低了生产成本。

不仅如此，“吉儿”的零部件国产化自主率已高达95%以上，很大程度上消除了其在应用上的限制风险。

03 好在哪里？不好在哪里？

传统的育种工作需要依赖大量人力进行繁琐的授粉操作，但现在大量年轻人已不愿从事农业工作，因此大部分农业劳动力还是以中老年人为主。

而“吉儿”这种智能育种机器人的出现，不仅能应对人口老龄化问题对农业带来的冲击，还能吸引一些年轻技术人才参与到农业当中，且有助于实现从“人力依赖”向“智能驱动”的跨越，为农业可持续发展提供新技术支撑。

它的出现或许还能促进如智能育种服务、农业机器人维护与升级等相关新兴产业的成立，为社会创造一些就业岗位，在一定程度上促进社会经济增长。

此外，育种环节效率的提升，可帮助加快优良品种的培育和推广速度，为种植户提供更多高产且优质的作物种子，从而提高农作物产量和质量。

但它真的百利无一弊吗？

在以传统育种、制种为主要产业的地区，就“吉儿”可代替人工进行作物授粉的用途来看，可能会使原本从事人工去雄、授粉的中老年劳动力面临失业风险。因为这类人群往往缺乏智能设备操作的相关技能，短期内很难转型到智能育种服务等新兴岗位上。

此外，若需在室外劳动，又遇到暴雨、低温等恶劣天气，“吉儿”移动底座所拥有的巡航稳定性以及其他设备元件的抗干扰性也可能受到一定的影响，其面对田间环境的灵活性可能不如人力。

04 结语

总之，无论利弊与否，“吉儿”的亮相，以及智能育种（BAR）模式的创造对于植物育种乃至农业应用来说都是一个巨大的突破，受益于这项研究成果的远不止杂交番茄，更有许多其他的杂交作物。

未来，这种作物-机器人协同设计的“双向奔赴”可能将会成为新农业发展的趋势，促进农业生产从人力驱动的传统模式过渡到标准化、科技化、规模化的智能新模式，让“民以食为天”得到更优的保障。