产品介绍
中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员领衔的智能育种攻关团队，联合中科院自动化所、上海交大等顶尖机构，成功研制全球首台全流程自动巡航杂交授粉机器人“吉儿”（GEAIR）。该成果于2025年8月登上国际顶刊《Cell》，首创“BT筑基+AI赋能+机器人劳作”的智能育种（BAR）模式，突破传统育种依赖人工、成本高企的瓶颈，推动农业从“经验驱动”迈向数据驱动的工业级精准生产 。
适用人群
- 🧑🌾 育种专家与科研机构：需快速创制新种质、缩短育种周期者
- 🏭 农业科技企业：目标降低杂交制种成本、拓展商业化育种体系
- 🌾 规模化种植大户：计划应用杂交种提升大豆/番茄等单产品质
- 🌍 农业政策制定者：关注粮食安全与种业技术突围的决策部门
核心功能与技术实现原理
| 功能模块 | 技术实现原理 | 应用效果 |
|---|---|---|
| 花型协同设计 | 基因编辑靶向调控雄蕊发育基因（如番茄GLO2），创制柱头外露型不育系 | 大豆授粉操作时间↓76.2% |
| 毫米级授粉操作 | 3D视觉识别+深度学习动态定位柱头，机械臂力度自适应控制 | 柱头识别率85.1%，单花授粉15秒 |
| 多作物巡航授粉 | 激光SLAM导航+动态路径规划，适应温室复杂环境 | 单次巡航成功率77.6%±9.4% |
| 育种工厂集成 | 融合“从头驯化”“育种加速器”技术，支持野生种快速驯化 | 育种周期从5年→1年 |
| 全天候作业 | 红外补光+多光谱传感，突破光照环境限制 | 24小时不间断授粉 |
技术原理：BAR模式重构育种范式
BT筑基（生物技术）
- 基因编辑重塑花型：通过CRISPR靶向编辑花器官发育基因（如番茄MADS-box基因GLO2），使雄蕊自然败育、柱头外露，为机器人定制“生物接口” 。
- 结构型不育系创制：解决大豆等闭合花型作物无法利用杂种优势的难题，实现“免去雄”授粉 。
AI赋能（人工智能）
- 多模态感知系统：结合深度视觉与力学传感，实时分析花朵开放状态、空间位姿及柱头暴露度 。
- 自主学习优化：基于授粉成功率数据，动态调整机械臂运动轨迹与力度参数 。
Robot劳作（机器人执行）
- 国产化95%的硬件模块（激光雷达、伺服电机等）支持大规模应用 。
- 与“育种加速器”技术联动，构建全封闭式智能育种工厂，实现品种定制工业化 。
工具使用技巧
密闭环境效能最大化
- 在温室内部署时，通过SLAM建图划定“高频授粉区”，减少机器人无效巡航 。
作物适配性升级
- 对番茄、大豆已优化参数，拓展新作物（如辣椒）需同步设计基因编辑花型方案 。
数据闭环驱动迭代
- 收集授粉成功率、坐果率等数据，训练AI模型提升识别精度（当前版本识别率85.1%）。
与育种加速器联用
- 结合光照/温控 Speed breeding 技术，实现“编辑花型→机器人授粉→种子采收”全链加速 。
访问地址
🛠️ 技术合作与产业化推进：
- 研发团队已申请国家专利及PCT国际专利，正开发“吉儿2.0版” 。
- 商业化合作请联系：中国科学院遗传与发育生物学研究所（官网 http://www.genetics.ac.cn ）。
🚜 示范应用基地：
- 北京首农翠湖智慧农业产业园（番茄智能育种工厂）。
许操研究员展望：“当机器人读懂每一朵花，育种就从‘经验农业’走向‘精准工业’——这是端牢中国饭碗的科技新支柱。”
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