在现代生物技术迅速发展的进程中，基因工程是现代生物工程技术的核心，广泛用于农业、医药、轻化工等重要领域。在整个基因工程技术操作流程中，克隆挑取这个环节工作量很大，需要在无交叉污染的条件下将一个培养容器中随机分布的目标菌落迁移到另一个容器进行单独培养，培养完成后进入下游工序，一个工业微生物改造项目通常需要挑取数万个菌落。传统的人工挑取效率、客观性和科学性相对较低，使用机器人来代替人工克隆挑取操作已成为主流发展趋势。现在国外已经有了成熟的产品，国内目前还处于研究阶段。为弥补国内空白开始着手研发，本作品设计分为视觉系统、控制系统和执行系统3个部分:视觉系统模块可以完成图像采集及预处理，根据克隆大小、圆度、轴比、间距、等参数进行筛选，进而对目标菌落图像识别定位;控制系统首先对菌落坐标进行挑取路径优化，然后将优化后的坐标传入工控机，从而控制执行机构对菌落进行挑取和接种;执行系统完成对目标菌落的挑取和接种。研究的设备控制系统满足对不同大小、间距的菌落进行挑取，经过路径优化总路径缩短44.8%，比国外路径缩短20.17%，相比国外增加了机械臂自动换料功能，将国外挑克隆仪售价100-600万降至20-50万元。