新农人蹚出新农路 激光让“草影无踪”

杂草依然是农业发展的一大威胁，我国是世界受杂草危害影响最深的国家之一。

近5年来，安徽师范大学计算机与信息学院“草影无踪”团队走遍全国8省25市，走访8家农业企业，走进32位农户家中，在万余次模型训练、千余篇论文积累、六万行代码的基础上，让小型激光除草机从实验室走向田间地头，助力高效除草。

近日，团队正在全力备战第十四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛决赛。此前，该团队《草影无踪——新型单尾蝎式激光除草机》项目已斩获第十一届“挑战杯·华安证券”安徽省大学生创业计划竞赛金奖以及安徽省大学生创新大赛（2024）银奖。

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探寻破除难题的新农路

“我是农民的孩子，从小看着老一辈用手拔杂草，十分辛苦且效率很低。在一次项目组会上，我了解到激光的种种功能，于是我想到是否可以加大激光功率，以达到除杂草目的。”谈及项目灵感来源，“草影无踪”团队队长闫星星说。

人工除草成本高，化学除草污染重。机械除草凭借高效环保的先天优势，逐渐成为行业可持续发展的必然选择。激光除草技术作为当前国内外先进的技术，具有降低农业劳动强度、减少除草剂使用等优点，市场前景较为广阔。

“结合专业特色，我们从融合物联网、人工智能和机器人技术为一体的小型激光除草机器人项目入手，锻炼他们的实践能力和创新精神。”团队指导老师赵传信介绍道。

为填补学生们在特定领域的知识空白，指导教师们主动构建跨学科研究平台，邀请来自农业科学、自动化技术、机器人工程等领域的专家学者，为学生们提供专业指导。

基于这一背景，团队成员展开适用于小型经济的轻型激光除草机的实地调查和试点工作。随着调研的深入开展，“草影无踪”团队将实地调研范围扩大到以安徽为中心的周边省份，开启以江西、江苏等为代表的8省调研之旅。

力求解决痛点的最优解

在调研中，团队发现，国内外现有激光除草技术存在除草场景单一、地形适应性差、作物误除率高等痛点。为解决这些痛点，团队通过扩大杂草作物训练集，改进基于蚁群算法的除草臂路径规划技术、搭建辅助轮越障模型、研发融合轮廓检测的双目视觉增强识别定位技术，研制出高效、灵活、低成本的单尾蝎式激光除草机。

除草机能否适应现实环境，答案还要在田间地头寻找。为此，团队来到阜阳天星中药材种植基地进行首次试点实验。正当成员欣喜于除草机的稳定运行，田地吹来的一阵大风，机器顿时难以准确定位被吹得东倒西歪的杂草。

发现问题只是第一步，如何解决才是关键。“团队第一次进行实验验证就遇到环境干扰导致的定位误差问题。在之后的研究中，我们改进算法，增加了反馈机制，保证了设备在大风环境中也能正常工作。”团队成员刘宇航说。

此次实验还成功解决了因农残过高而降低中草药药性的问题，得到了农户高度认可，并顺利售卖出第一台设备。

历经五年探索、三代更迭，激光除草机实现了900小时、49公里的稳定运行，成功走出实验室，走向田间地头。

截至目前，“草影无踪”团队与中草药种植基地和茶叶生产合作社签订意向合作协议以及除草服务合同和产品采购合同，总金额超100万元；预计使农产品质量提升约40%，使农药使用量减少约30%。

共筑“新农人”的创新梦

科研路上充满未知和挑战，灵感枯竭、验证失败乃是家常便饭。团队成员每次都拧成一股绳，击破各个难题。“印象最深的是我们步行到试点地的六里路，那一路上我们说说笑笑，讨论着设备的成功和未来发展，竟然觉得一点也不累。”队员袁心茹笑道。

曹俊豪是团队中唯一的大二学生，理论知识和比赛经验都较为薄弱，他常常向指导老师、学长学姐们虚心请教，同时阅读相关论文和资料弥补理论知识的不足。“团队氛围很好，队员们有新的想法都会一起讨论，在前辈们的带领下，我也收获了很多宝贵的调研经验。”

原本素不相识的老师、同学，却因共同的农业梦成为密不可分的整体。他们感受过半夜在教学楼路灯下组装设备的艰辛，体会过来自农户认可与支持的幸福。“对于未来，我希望他们能够继续发挥创新精神，将所学知识运用到实际工作中，为创造新质生产力贡献自己的力量。我相信，随着项目的逐步落实，将为我国农业生产带来较大的影响。”团队指导老师赵传信期待着。

“接下来，我们将不断完善激光除草技术，希望为农民提供‘买得起、使得好、用得赚’的现代化农业除草解决方案。”安徽师范大学“草影无踪”团队成员表示，在农业创新道路上，作为“新农人”，他们将为保护生态环境、推动农业可持续发展接续奋斗。