全球首台全流程智能育种机器人诞生,中国科学家让作物进入 AI 时代!

在北京市郊的现代化温室里，一台银灰色机器人正在番茄植株间来回走。它伸出仿生机械臂，准确认出闭合的花朵，用纳米级喷头完成授粉。大家别以为这是科幻电影里的场景，这是全球首台全流程智能育种机器人 “吉儿”真实工作的样子。8 月 11 日，这个由中国科学院遗传与发育生物学研究所和自动化研究所一起研发的突破性成果，登上了国际顶级期刊《细胞》。这标志着人类第一次实现生物技术和人工智能的深度融合，开启了新的时代。​

一、破解百年育种难题：从 “人工绣花” 到 “智能编程”​

杂交育种就像给作物搞 “优生优育”，把不同亲本的好基因凑在一起，能让作物产量提高 20%-30%。可是传统方法要靠人工一朵一朵去雄授粉。拿番茄来说，它的花是闭合的，导致全球 90% 的番茄杂交种还得人工操作，单是去雄这一步，就占了总成本的 40%。因为现在老人多、年轻人少，人工成本一年比一年高，像大豆这种花也是闭合的作物，更是因为制种成本太高，一直没法利用杂种优势提高产量。​

“吉儿” 的出现完全改变了这种情况。它通过基因编辑改变作物花的样子，让雄蕊自然开裂失效、柱头露出来，就像给机器人专门做了 “操作接口”。“吉儿” 装的 YOLACT_Orient 深度学习模型，在学了 12800 张图像后，能以 82% 的准确率认出花朵的位置。再配合伪双目测距技术，能把柱头定位的误差控制在 7.67 毫米以内。机械臂用螺旋伺服授粉的方法，单次操作只需要 15 秒，成功率能到 77.6%，还能全天 24 小时在田里作业，效率是人工的 10 倍以上。​

二、颠覆育种范式：从 “十年磨一剑” 到 “一年五代种”​

在山东寿光的智能育种工厂里，“吉儿” 和快速育种技术配合，创造了让人惊叹的 “时光魔法”。研究人员把野生番茄的抗逆基因和种植番茄的高产基因结合，用 LED 光周期调控和机器人授粉，原本要 5 年才能完成的育种周期，现在压缩到 1 年，同时还能节省 70% 的人工成本。这种 “智能育种工厂” 模式，已经成功培育出抗盐碱、味道好的番茄新品种，单个番茄的维生素 C 含量提高了 3 倍，在田里抵抗恶劣环境的能力增强了 40%。​

在大豆种植方面，“吉儿” 也展现出了革命性的潜力。研究团队通过编辑大豆花器官调控基因，第一次培育出柱头外露的雄性不育大豆品种，让大豆杂交授粉的时间缩短了 76.2%。这个突破有望打破我国大豆单产长期停在 130 公斤 / 亩的瓶颈。按 30% 的增产潜力算，每年能多产粮食超 1000 万吨，相当于 2000 万亩耕地的产量。​

三、开启太空农业新边疆：从 “地球粮仓” 到 “星际农场”​

不光在地球的田地里能用，“吉儿” 的研发团队还把目光投向了遥远的太空。“吉儿” 能很好适应密闭环境的特点，给太空农业提供了关键的解决办法。在模拟火星重力的实验舱里，机器人通过准确控制授粉时间和剂量，成功让番茄在光照少、辐射高的环境下，坐果率达到 85%，比人工操作提高了 20 个百分点。​

“当机器人能读懂每一朵花的‘语言’，育种就真的变成一门精密科学了。” 论文通讯作者许操研究员介绍，团队正在研发 “吉儿 2.0”，以后会加上光谱分析、无人机巡航等功能，实现从育种到采收的全产业链智能化。现在，相关技术已经申请了 23 项国家专利和 PCT 国际专利，零部件的国产化率达到 95%，整机成本只相当于一名熟练工人一年工资的 1/3。​

国际上的同行对这个成果评价很高，《细胞》的审稿人说，这是 “BT+AI 交叉融合解决产业难题的好例子”，它的 “智能育种工厂” 模式，给全球种业提供了能复制的中国方案。从袁隆平院士的 “三系配套” 技术，到 “吉儿” 的 “智能育种”，中国农业科技正在写下新的传奇。