小麦试验田里，一个长宽高均超过两米的“大家伙”在麦株前稳稳停住。机械臂移动滑台探出，前端圆环装置精准套住一株麦穗，开始缓缓上滑，环内八枚微型摄像头从多个角度对其精细成像。随后，穗粒数、穗长等性状的量化数据全部生成。

小麦育种具身机器人原型机在田间作业。受访者供图

这是近日在小麦智能育种研讨会上首次公开亮相的小麦育种具身机器人原型机。该机器人由山东农业大学、小麦育种全国重点实验室教授王宏伟、张亮团队联合研发。

王宏伟介绍，在大田环境下，人工筛选不仅劳动强度大，筛选结果还容易受主观经验差异影响。而现有田间装备多以被动扫描和影像采集为主，能够完成“看”和“测”，但在自主判断、主动干预和选育执行等方面仍存在不足。

传统小麦育种中，育种家积累了大量宝贵育种经验，能从成千上万的杂交后代里选育出性状优良的品系。“该款机器人特色之一是模型训练时加入了大量育种家先验经验。”王宏伟介绍，团队的目标是让机器人能够“做判断、去操作”，在田间完成类似育种家的选育动作。

为让机器人“学会”育种，研发团队在多个生态环境下种植了2000份小麦种质资源，逐一拍摄影像后，请育种家按标准打分标注，再将标注结果输入系统。育种家凭多年经验做出的判断被转化为机器可学习的数据。机器人系统结合育种家先验经验构建智能决策模型，从而具备了初步的自主选育判断能力。

研发团队与小麦育种机器人。受访者供图

该机器人采用RTK与视觉融合导航技术，可在试验田小区间自主移动作业；搭载滑台高清相机，对田间小麦进行连续影像采集，并利用视觉算法自动量化株高、穗部性状等表型参数。在此基础上，系统结合智能决策模型，可对田间单株进行高通量初筛，自主识别具有进一步考察价值的候选植株。

“对于初筛获得的目标植株，机器人还可通过自主研发的多功能机械臂开展进一步精细作业，包括单株抓取、环形多角度精细成像等操作。”张亮解释，对于量化后确认符合标准的麦穗，机器人会像育种家在田间“绑绳子做标记”一样，喷涂颜料原位标记，完成从大范围快速筛选到目标植株精细评价和标记的连续作业，实现“感知—决策—执行”的全流程闭环。

该研究获山东省重点研发计划项目支持，并联合山东农业科学院、中国农业大学、山东极智生物科技有限公司等单位协同攻关。国家小麦产业技术体系副首席曹新有表示，该机器人集感知、决策与选育功能于一体，为智能育种由算法模型走向田间自主作业提供了关键技术支撑。

张亮坦言，大田场景麦穗密度高、类型多，场景极其复杂，加之天气影响，对机器人的田间精准作业都是极大考验。目前系统在抓取精准度、学习经验深度等指标还在进一步升级改良。

研发团队已与山东极智生物科技有限公司达成合作意向，将极智生物开发的我国首款小麦AI育种大模型iWheat接入WheatX育种机器人，打通“实验室AI育种大脑→田间智能筛选”的全链条闭环，联合研发商业化小麦AI育种机器人，推动原型机迭代升级向产品级迈进。