一方小小的果蔬温室

红绿相映

在众多数控机床、机器人

3D打印机中显得格外亮眼

这里是位于北京工业大学智研楼的

北京市植物工厂工程技术研究中心的实验室

材料与制造学部高国华教授

正在为学生们讲解着

由他研发的自动化采摘机器人的工作原理

“从结构上讲，这个机械手是世界上第一个能够实现中空全柔性而且是主动驱动的结构。通过三个电动机的协同驱动，机械手可以实现全角度的摆动，整体姿态能够实现全适应。这样在采摘过程中，借助果实自身的重量，机械手可以避免进行‘从抓到放’的重复动作，大幅度提高了采摘效率。”

作为一名机械设计领域的科研工作者，说起结缘农业、主攻农机、深耕“智慧农业”的科研历程，高国华的思绪回到了2007年。

“那时候，国内智能农机装备的整体水平和国外相比差距较大。由于技术封锁，我国从国外引进的智能农机装备基本上都是中低端产品。研究具有自主知识产权的高端智能农机装备正契合了国家加快建设现代农业产业技术体系的迫切需求。”

国家所需，科研所向。在接下来的几年时间里，高国华带领团队逐渐明确了“研发全套自动化种植装备并进行系列化推广”的发展方向。适用于叶菜、果菜、花卉的全系列智能农机装备也在日复一日、年复一年的钻研中由图纸逐渐变为样机并在北京、河北、江苏、福建等全国多个省市投入农业生产。

“在北京朝阳区豆各庄乡的农业园区中，我们的团队正深度推进占地约200亩的现代设施农业温室的建设工作。在北京翠湖有一个亚洲最大的设施农业温室，在不久的将来，大家能在这里看到我们研发的自动化采摘机器人忙碌的身影。这些工作的开展将有效提升北京蔬菜的自给率。”谈到服务北京都市型现代农业建设的成功实践，高国华的眼里闪烁着光芒。

成功有多耀眼，背后的付出就有多辛苦。一直沿着工业方向开展科研的高国华，在初涉农业领域的那些年经历了很多坎坷。“在摸索中前行，在探索中改进”成为了他科研之路的常态。

“面对复杂的农业作业环境、不同的农业作业对象，我们最初的设计思想、技术路径并不是很符合智能农机装备的技术要求，这导致我们最初研发的智能农机装备在现场测试过程中出现了一致性较差等很多意想不到的问题。为了解决这些问题，我们用了大量的时间‘泡’在现场，不断地测试、优化、改进，不断地进行更新换代。”高国华回想起曾经带着学生连续40多天、每天坚持十几个小时待在闷热的温室里进行测试的经历，不禁感慨道。

科研是教学的“源头活水”，作为全国党建工作样板支部的支部书记，高国华在人才培养工作中一直坚持党建引领、科技支撑、以人为本、创新方法、德才并重的思路。

“在我的鼓励和带动下，我们支部的教师们会将自己承担的国家重点研发计划、国家自然科学基金等一系列‘国字头’的项目拆解成小课题并融入到课堂教学中，在课堂上采用项目化的教学模式，带领学生组成科研小组，‘真刀真枪’地做课题。在实施课程改革的过程中，我们还会把课堂从教室搬到温室，带着学生到实际的农业现场去了解种植环境，了解装备研发的需求。”高国华介绍道。

这种教学模式一方面有效激发了学生们在创新结构设计中的“奇思妙想”，让他们可以拿着自己研发的真成果申报专利，参加竞赛，收获荣誉；另一方面也把学生们带入到一个真实的需求场景中，让他们了解国内外农业发展的大背景和国家未来农业发展对智能农机装备的迫切需求，让他们感受智能装备技术在未来产业应用中的美好前景，进一步激发了他们科技报国的家国情怀和使命担当。

近日，《中共中央国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》发布，强调要“强化农业科技和装备支撑”，这令高国华对于“智慧农业”方向的未来前景充满信心，他表示：“由于中国城镇化发展，尤其是在大都市人口快速增长的情况下，蔬菜保供需求日趋凸显。在大都市周边采用高效的集约化机械化种植模式，是应对蔬菜供应紧张情况的重要方法。因此，智慧化、机械化将成为中国农业发展的大趋势，相信我们的专业在其中将大有可为，并且成为推进学校内涵、特色、融合发展的重要力量。”