植物微创手术室——温州大学罗鑫团队为全自动果蔬育苗嫁接提供新思路

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黄星竹（温州大学苏步青学院步青科学实验班）
近日，温州大学工程中心里，全自动果蔬育苗嫁接机随着视觉识别模块的精准定位，刀片在番茄茎秆上划过完美切口——这项突破背后，是机电学院罗鑫团队历时三年的科技攻关。
故事始于2021年夏天的创新实践实践课。在文成县蔬菜基地，农户日均嫁接量和成活数据让罗鑫皱起眉头。这次躬身田垄的实践，如同楔入学术生涯的种子，让机械与土壤的对话在罗鑫的生命中悄然生根。
在实验室东南角的铁皮柜里，锁着七本写满红字的《嫁接失败日志》。2022年的日志本被梅雨季浸润得微微发胀，某页夹着的番茄苗标本上还能辨出褐色的潮斑。6月17日的记录页残留着泥渍，那是XX去年暴雨夜从试验田抢救设备时溅上的。团队成员XX用红笔在当日记录下方批注："伺服电机的夹持力反馈延迟了0.2秒，就像抓泥鳅时突然松手"。
凌晨两点的温州大学工程中心，实验室的日光灯发出轻微的嗡鸣，白炽灯光在金属器械表面折射出冷冽的光斑。罗鑫凝视着显微镜下的砧木切面——这是2023年早春，第三代嫁接机遭遇的切面滑移难题正让整个团队陷入困境。监测屏上的三维建模图显示，当机械刀片切入时，砧木组织产生形变位移。
罗鑫用镊子夹起第79号试验样本，固定台上的番茄幼苗仍在渗出汁液。显微镜下的砧木切面依然残留着不规则的撕裂纹，这种微观层面的组织损伤会导致嫁接后营养输送受阻，实验室白板上的红色标记已从"刀片倾角"划到"接触时间控制"。
为攻克切面撕裂难题，团队在2023年3月搭建了"双重视觉监测系统"罗鑫在实验室架起三台不同角度的摄像机，用高速摄影机捕捉机械刀片的切削轨迹。经过四十八小时持续调试，当切削角度增加0.2时，沾着晨露的枝条终于稳稳卡进了接口，实验室爆发的欢呼声惊飞了窗外早起的麻雀。那个清晨他们记录的嫁接成功率达到91%，比前日提升6个百分点。
在文成县试验基地，嫁接机配备特殊的"土地身份证"——芯片里存储着试验田经纬度、土壤pH值和四代农户的改进建议。团队将气象数据与机械参数交叉分析，开始搭载微型气象站系统。这个发现源于2022年寒冬的意外突破当时为破解液压系统故障，团队将设备搬至低温走廊持续观察。正是那次"冰雪实验"，让他们意识到设备必须适应田间复杂环境。
比赛前一周的调试场景仍刻在团队记忆里，9月的黎明时分，沾着露水的设备在试验田完成最后一次验证。2023年10月，罗鑫团队的项目荣获温州大学第十六届机械设计竞赛一等奖，并在“挑战杯”创业计划竞赛中斩获银奖，随后又在浙江省机械设计竞赛中夺得一等奖。2024年，该项目被列为温州大学国家级大学生创新创业训练计划重点支持项目。
实验室的金属架上，三部嫁接机械如同时光标本陈列：初代原型机的骨架仍残留绝缘胶带缠绕的创业痕迹，第二代获得专利的模块化关节印证着技术跃迁，最新机型精密的传感器阵列则在静默中闪烁蓝光。当阳光穿透百叶窗，在液压臂投下明暗相间的刻度，每个部件都承载着一段共历艰辛的故事。墙角试验区的番茄植株正以螺旋姿态攀援，这是他们的第三代设备嫁接成活的第九十七个样本。"机械控制不该止步于论文数据。”罗鑫复盘时向团队强调，“大量实践后的调试、验证才能每株秧苗都能获得最精确的生机。"在多工位精确协作模式下，嫁接机使用锥齿轮传动进行幼苗的转运，嫁接理论生产率比常见嫁接机提高 142%，比旋转盘流水线式嫁接机提高 81%，同时延长了使用寿命。
实验室那株用第三代设备嫁接的番茄苗正在抽芽，金属支架上的传感器静静记录着茎秆直径的微小变化。罗鑫认为，“精密仪器与作物生长本质是相通的——都需要在约束条件下寻找最优解，也需要找到最容易操作的模式。"今年四月回访文成试验田时，团队带来改良版语音交互系统。设备操作界面新增三种方言提示音，参数设置参照农历节气动态调整。
暮色中的温大工程中心，机械臂投影在白色墙面上，恰似一株正在舒展枝叶的钢铁植物。窗台上第三代果蔬育苗全自动嫁接机模型映着月光，齿轮缓缓转动，仿若机器在刻画永不止息的年轮，记录着罗鑫团队的迭代历程。

来自: iPhone客户端