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双臂苹果采摘机器人正在进行演示作业。
管理人员在AI数智果园管理平台系统界面上轻触按钮、发出指令，果园多功能机器人瞬间启动，从停车点奔赴果树行间，执行起了巡检任务；只需操作系统终端，管理人员就能随时掌握机器的位置、作业轨迹，查看巡检实时画面，掌握每一棵果树的动态，还能看到种植品种、果实在数字地图上的分布，以及它们当前所处的物候期等信息……这是日前记者在甘肃礼县永兴镇文家村采访时看到的一幕，智慧科技正“走进”这片大山环抱的果园，为当地苹果产业的现代化发展进程插上腾飞的“翅膀”。
近年来，农业农村部南京农业机械化研究所联合中国农业机械化协会、中国乡村发展基金会，在礼县开展矮砧密植苹果园智慧生产关键技术和装备应用推广，由此，该团队开启了智慧苹果园建设的探索步伐。该智慧苹果园搭建总负责人、农业农村部南京农业机械化研究所副研究员梅松介绍，依托数智管控平台，他们搭建了“感知—决策—执行—管理”完整业务闭环及虚拟果园场景，不仅可提升果园智能化管理水平，也为当地开展农事研学筑牢了科技支撑。
地处甘肃东南部的礼县是传统的农业大县，苹果产业是当地的富民主导产业。2025年，礼县苹果种植面积达61万亩。但是，这里山大沟深、地块零散，长期以来，山地农业机械化程度不高、果园管护成本大。
梅松说，对于像礼县这样的山区县而言，果园由于地形起伏、道路及地头条件复杂，对农机装备稳定行驶、姿态控制要求高，对装备在地头转向换行、开展自主导航与路径规划要求高，对定位感知与避障可靠性要求高；与此同时，在修剪、花果管理、采收等生产环节仍具有较高的人工需求，农业劳动力老龄化和关键农时集中进一步增加了果园生产的组织压力。
礼县县委书记刘景原介绍，聚焦丘陵山地果园发展面临的短板和制约问题，2025年，农业农村部南京农业机械化研究所、中国乡村发展基金会、中国三星等多方力量携手在礼县启动了科技新农机项目，引进山地小型智慧农机，打造数字化农事平台，推动传统果园向智慧管护转型。
“我们当初调研时发现，礼县大力推进矮砧密植苹果园建设，乔化老苹果园正一点点退出，这为无人机遥感、果园巡检、智能水肥、精准植保、自主导航、智能采收等智慧科技和现代化农机装备的应用提供了技术基础。”梅松说。为提升礼县苹果产业机械化水平，项目一期以“装备配置+服务体系建设”为核心，以矮砧密植和传统果园生产需求为对象，引进适宜山地丘陵果园作业的智能型、科技型的专用农业机械、基础适配性农机及新能源设备，搭建社会化服务体系，推动苹果生产由传统人工管理向机械化作业转变，为智慧果园建设提供装备基础；项目二期重点开展了多源感知体系建设、智慧管控平台建设、数字果园模型构建、智能装备升级改造和多功能智能作业机器人的研发等工作，推动苹果生产关键环节实现数字化感知、智能决策和精准执行，由机械化向数字化、智能化转型。
“依托智慧管理平台的农机模块作业中心，管理者在家就能远程监控机器人的作业数据并执行相应操作。”记者在当地果园采访时看到，果园多功能机器人其实是一台无人巡检车、植保车。站在智慧果园管理平台的展示屏前，技术人员张伟向记者介绍，作业过程中，多功能机器人可通过设备感知并开展多光谱巡检AI分析，对果园整体长势进行评估和指数协同分析，还能发现病害并进行诊断、告警，提出农艺建议和下次巡检建议。“这些内容都会反映在巡检任务记录中，AI会针对病害的具体情况和点位开具处方，决策完之后就会派发任务，由管理员下发指令，然后由一台或多台机器人自主规划路径执行作业。”
“管控平台的AI交互决策并派发农事任务，指导‘水肥+植保+割草+采摘及转运’四大方向设备或农机执行。整个AI数智管理平台是基于我们构建的果园‘数字底座’之上的。”梅松介绍，数字底座的构建主要是围绕果园环境、果树生长、花果与病虫害及装备作业四类对象，融合地面传感、机器视觉、无人机遥感、激光雷达等技术，实现生产状态数据的连续采集、识别定位和标准化输出。数智管控平台可完成信息分析、智能决策与农事任务派发，驱动水肥一体化系统、植保机器人、割草机器人、智能采摘机器人及智能转运机器人实现精准作业，并将作业数据同步归档至管控平台，从而形成从感知到决策、执行、管理的完整闭环。
“智慧苹果园建设是大势所趋，基于项目前期在礼县开展的丘陵山地苹果园智能装备技术熟化与应用的成果，去年4月我们进一步调研，之后启动了智慧果园建设项目。”农业农村部南京农业机械化研究所有关负责同志介绍，项目将基于矮砧密植种植模式，打造礼县现代苹果园智慧生产技术集成应用场景，通过“场景+农机+感知设备+平台”来打造丘陵山区智慧果园建设模式。
礼县智慧果园项目启动以来，已通过宜机化生产条件、周年作业装备、水肥设施、巡检机器人和智慧管控平台协同建设，推动礼县示范果园实现了主要生产环节的机械化、智能化作业，并在降低人工投入、提高装备利用率和支撑规模化服务等方面取得初步成效。
“围绕苹果园周年生产需求，我们将配置巡检监测、树下管理、树体管理和采收转运四类智能装备，并结合自动水肥系统，覆盖果园信息获取、生草管理、水肥植保、树体作业及果品采收转运等主要生产环节，形成相互衔接的周年机械化、智能化作业体系，实现‘感知—任务—执行—反馈’全过程贯通，熟化典型业务闭环。”梅松介绍。
目前，该项目团队已在文家村示范园基础上，创建了20亩虚拟果园场景。下一步，该团队将针对果园数字化地图自主行走机器人平台、全电控轻载多功能作业机器人、增程式重载多功能机器人和鲜果智能采摘末端执行器开展熟化研究；持续完善数智管控平台功能、积累生产数据，依托虚拟果园场景，建立果园、果树、农机及监测设备的物理实体与虚拟模型的数字化映射关系，为生产监测、智能分析和精准管理提供数字化基础，深入开展智慧果园数字孪生与数字驱动技术研究，提升装备智能化水平与平台管控能力。
“智慧果园的建成和可持续运行，需要多方力量的协同推进。”农业农村部南京农业机械化研究所有关负责同志介绍，礼县智慧果园由中国乡村发展基金会统筹实施，中国三星作为公益捐赠方提供资金投入支持，农业农村部南京农业机械化研究所等科研院所、高校以及江苏岚江智能科技有限公司等科技型企业作为技术支撑力量持续提供技术保障。未来，团队还将致力于打造智慧果园研学基地，在持续推广丘陵山区果园智慧生产技术的同时，带动当地农文旅产业融合发展。
