近日，機械與電子工程學院劉雪美教授團隊在《Journal of Field Robotics》，發表題為“A Breeding Cotton Harvesting Robot: Design, Integration, and Field Evaluation”的最新研究成果。碩士研究生盧國航為第一作者，機電學院劉雪美教授為文章通訊作者，苑進教授、范嘉瑋碩士生、戴念祖博士生參與了本課題研究。

棉花作為我國重要的經濟作物，在中東部及黃淮海等地區廣泛種植。然而，由于棉鈴成熟期不一致、采收需分批進行，加之育種田地塊小、分布零散，傳統大型采棉機難以進場作業或無法實現多次高質量選擇性采收。目前，小地塊育種材料的采收仍以人工為主，不僅勞動強度大、成本高，而且在多風多雨天氣條件下易發生采收延誤，導致品質下降甚至減產風險。多批次、選擇性、精準化采收已成為制約小規模棉花機械化的關鍵瓶頸。

不同于規?；淮涡圆墒盏拇笮筒擅扪b備，小地塊棉花采收具有“成熟離散、空間分散、姿態多樣”的特點。棉鈴分布高度隨機，成熟時間差異顯著，采收過程具有明顯的離散性和不確定性，難以實現類似批量作業的高速連續采摘。

針對小地塊棉花多批次選擇性采收的技術難題，研究團隊提出了一種創新性的機械化采收方案。團隊設計了基于五采摘區（FPZ）結構的末端執行器，通過多采摘區協同作業，實現不同姿態棉鈴的高效選擇性采摘；結合多批次采收方式，能夠針對成熟期差異明顯的棉鈴進行分期采摘。同時，團隊構建了基于ROS2的多機械臂選擇性采收智能控制系統，完成了軟硬件集成、調試與優化。該研究通過結構創新與作業模式創新結合，突破了小地塊棉花多批次選擇性采收的關鍵技術瓶頸，為分散種植區域提供了可行的機械化解決方案，也為提升棉花育種效率、降低人工成本、推動棉花采收智能化發展奠定了技術基礎。隨著技術在育種田塊的成熟與優化，未來有望推廣至分散種植或大面積生產區域，實現小批次智能采收向規?；瘷C械化采收的轉化，提升區域棉花生產效率和產品品質，推動棉花產業智能化升級。

該研究得到了國家自然科學基金、“十四五”國家重點研發計劃、山東省棉花產業技術體系創新團隊機械崗位專家項目和山東省農機研發制造推廣應用一體化試點項目的資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波