“一个顶十个”！合肥造出土壤检测机器人

在合肥智慧农业谷的实验室内，土壤检测机器人研发团队负责人刘宜正在分析数据。

土壤检测一般包括检测土壤的酸碱性、大量元素含量、中微量元素含量、有机质含量等多项指标。往常，这些检测工作需要多名实验员协作完成。

3月4日，在合肥智慧农业谷的实验室内，记者见到一台给土壤做全面“体检”的机器人正在分析土壤的多项数值。这就是全国首台高通量土壤成分智能检测机器人，由合肥科研团队研发，工作效率“一个顶十个”，目前正助力第三次全国土壤普查工作。

一台土壤检测机器人 顶12个实验员

外表方方正正、通体半透明——走进合肥智慧农业谷的实验室，眼前的白色“大集装箱”正在作业。经仔细观察，记者才发现“集装箱”内大有玄机，一台橘黄色的机械臂正在里面往一座座实验台上运送检测样品。而在每个实验台上，还有小型机械臂和智能“眼睛”各司其职。

“传统土壤检测以人工为主，周期长、成本高，且对实验人员技术要求高，人为因素容易导致检测结果误差大，这台机器人就解决了这些问题。”合肥智慧农业谷土壤检测机器人研发团队负责人刘宜介绍，土壤检测对掌握耕地情况、提高耕地肥力具有重要作用。而借助这台全国首台高通量土壤成分智能检测机器人，每天能够完成1500个指标的检测通量，相当于12个实验员的工作量。

此外，这台机器人通过机器视觉、多臂协同、优化调度算法等多项技术加持，能够精准识别检测过程中的颜色等反应状态信息并自动准确判读，还可以处理摇匀、开关瓶盖、倾倒、移液、定容等各种复杂动作。

实验员只需将待检测样品摆放整齐，剩下的检测工作就可以交给机器人了。通过土壤检测指标的并行操作，这台机器人能够同时处理大量土壤样品，24小时不间断，从而实现单日检测的高通量和短周期。

“它还具备自我学习的功能，对几十项指标调度流程进行自动优化，对称量以及pH值、速效钾等不同指标的前处理及检测流程步骤进行统筹调度，建立AI智能决策模型。”刘宜告诉记者，这台“合肥造”的机器人诞生后，我国土壤检测形成了机器人代人稳定、准确、高效的土壤检测新模式，实现土壤检测主要流程自动化连续运行。

目前，这台机器人已经通过了多次的测试与应用，累计处理了上万个土壤样品指标，陆续参与了全国测土配方施肥、农业面源污染大面积监测等项目，现在正助力第三次全国土壤普查。

12年研发 历经7次技术迭代

功能如此强大的机器人，它的诞生并非一朝一夕。合肥智慧农业谷研究团队投入了12年的研发时间，先后完成了7代样机的研发迭代与更新，才让它在土壤检测中一次比一次更加出色。

刘宜表示，在研发迭代的过程中，研究团队针对土壤养分检测的13项指标，先后历经了4代样机的更新迭代，完成了功能化模块研制与验证、基本功能原理样机研制与验证、关键算法开发与验证、指标流程优化设计，以及单平台样机研制与测试。

在完善这些功能后，这台机器人又历经了3代样机的更新迭代，陆续新增了20多项检测指标功能化的研制与验证，以及整个土壤检测机器人的智能化、信息化改进。现在已经通过专家鉴定，进入投产阶段。

虽然耗时长，但在机器人研发过程中，涌现出了一批原创性、创新性的技术成果，授权国家发明专利等知识产权50项。刘宜告诉记者，土壤样品精确定量自动取样及称量技术、基于多传感融合的精准浸提技术是其中极具原创性的两个成果。

土壤样品精确定量自动取样及称量技术通过研发的高频振动发生器，可以实现土壤样品的高精度、可控自动进样。基于多传感融合的精准浸提技术是融合高精度传感器、机器视觉和智能控制等技术手段对土样前处理过程进行精确操作及判读，实现土样的多指标精准浸提前处理作业。

未来将面向农产品重金属、有机污染物检测与大气、水环境污染检测的需求，研发与设计新产品，实现对农产品与农业生产环境的一站式自动化检测，为农业高质量发展提供有力的技术支撑。