在农业劳动力日益短缺的今天，草莓产业正面临一道“成长的烦恼”——这种娇嫩的水果，依然高度依赖人工采摘，难以满足规模化、标准化发展的需求。如今，这一瓶颈有望被打破。

  近日，南京农业大学工学院汪小旵教授团队跳出传统设计思路，创新采用包络仿生式气动软夹爪，并设计模仿人类采摘行为的“拖拽－旋转”动作，成功为草莓采摘机器人打造出一双“仿生巧手”，不仅摘得干净，而且摘得温柔。

  传统采摘机器人常采用夹剪一体或气吸式末端执行器，采摘后容易留下果梗，这些“小尾巴”在运输过程中往往刺破、划伤相邻果实，造成“自相残杀”。为解决这一痛点，汪小旵团队从海葵进食的姿态中汲取灵感，创新设计出一款包络仿生式气动软夹爪。夹爪主体采用柔性硅胶材料，由四层错位排列的柔性触手构成，能够像双手捧起珍宝一样，完整包裹不同大小、形态各异的草莓，确保抓取稳定、柔和。夹爪底部气动腔通过气压调节实现触手智能收放：负压时触手向内贴合完成轻柔抓取，正压时舒展释放果实，完美适配草莓果皮柔软易损的特性。

  为实现草莓去茎采摘，研究团队还为机器人专门设计了“拖拽－旋转”仿人采摘动作，与包络仿生式气动软夹爪形成高效配合。当软夹爪完成对草莓的柔性包络抓取后，机械臂按预设程序完成精准的拖拽与旋转动作，让草莓花梗与花萼的连接点自然断裂，从根本上避免果梗残留，实现真正的去茎采摘。这一动作设计精准复刻人类采摘草莓的核心行为逻辑，既保证了采摘过程中果实的完整性，又彻底解决了传统采摘方式的果梗损伤隐患。

  针对草莓密集生长带来的遮挡难题，团队基于YOLOv12深度学习模型，提出了一套完整的遮挡处理与抓取位姿调整策略。该策略通过综合评分机制评估簇生草莓间的空间关系，优先选择遮挡最少的采摘目标，并基于RGB-D视觉反馈动态调整抓取位姿；在每次采摘尝试后迭代更新候选目标集与评分向量，实现了密集种植环境下的鲁棒闭环采收，有效提升了复杂场景下的作业稳定性。

  为验证所采用软夹爪与策略的有效性与鲁棒性，研究团队开展了大量田间试验与对比研究。结果显示，系统抓取成功率达84%，平均作业周期为20秒左右。与鳍条效应型、fPN型软夹爪相比，所采用的包络仿生式气动软夹爪能有效降低果实损伤，实现接近人工采摘的轻柔采收效果；所提出的遮挡处理策略在复杂农业环境中将抓取成功率从66%提升至84%，充分展现了策略方案的先进性与实用性。

  此次南京农业大学工学院的研究成果，为高架草莓无损去茎自动化采收提供了全新解决方案，其多维度协同的技术思路也为番茄、樱桃等其他软质果蔬的智能化采收打开了新思路。

  团队介绍，目前方案仍有不足，极端复杂遮挡场景下的采摘表现、作业效率仍有提升空间，且暂未覆盖垄作栽培场景。未来，团队将持续优化技术方案，推动成果产业化落地，为我国设施农业现代化发展注入新动能。（光明网记者宋雅娟、实习生田欣灵）