内蒙古农业科技装备再获突破:智能除草机器人亮相并投入使用

这款智能除草机器人专为苜蓿苗期设计，采用“激光 + 机械”的独特除草方式，展现出了惊人的除草效率。它每秒能够处理40株杂草，每小时清除杂草量轻松突破万株，清理率更是超过98%。如此高效的除草能力，大大节省了除草时间和人力成本，为苜蓿的大规模种植和高效生产提供了有力保障。

中国苜蓿种植面积广阔，目前已超3000万亩。然而，苗期杂草危害一直是困扰苜蓿种植的重大问题，导致苜蓿产量降幅超过30%。长期以来，杂草防除主要依赖人工和化学手段。人工除草不仅成本高昂，而且效率低下，难以满足大规模种植的需求；化学除草虽然在一定程度上能够控制杂草，但会带来严重的化学污染，对土壤环境和生态环境造成破坏。随着人们对绿色、环保农业的追求，市场对高效绿色除草技术的需求愈发迫切。

针对上述行业难题，内蒙古草业技术创新中心提出了“株间激光 + 行间机械”的智能除草机器人方案。该方案融合了机械工程、人工智能、导航定位等多领域的前沿技术，形成了一个完整的“感知—决策—执行”一体化除草系统。这一系统有效破解了复杂环境中杂草快速识别、高效除草以及精准导航三大难题，为智能除草机器人的研发奠定了坚实的技术基础。

在研发过程中，研发团队面临着诸多挑战。户外光照多变会导致图像失真，幼苗与杂草形态颜色相似难以区分，早期杂草目标过小易被忽略等问题，都给杂草识别带来了巨大困难。为了攻克这些难题，研发团队构建了基于2000多张不同环境标注图像的轻量化杂草识别模型，并利用全卷积网络实现像素级定位。这一创新举措有效提升了杂草识别精度与抗干扰能力，为机器人除草作业提供了准确的定点坐标，确保了除草的精准性。

内蒙古草业技术创新中心特聘教授牛子杰介绍，苜蓿田多为垄作模式，机器人需沿作物行实现厘米级跟踪，并应对地块边界掉头等复杂场景。为了实现这一目标，研发团队通过动态特征增强算法，使机器人实现了激光点云与视觉图像空间配准，确保了复杂场景下的连续作业能力。在导航与机器视觉技术的助力下，即便在光照多变、杂草干扰及垄作模式下，机器人也能完美实现厘米级导航，精准规划路径，稳定自主行走，为高效除草提供了可靠的保障。

此外，为满足激光除草快速响应、机械模块在遇障时可及时避障等需求，科研团队创新采用了“株间激光 + 行间机械”协同模式。该模式通过高速通信与实时调度内核处理坐标信息，结合高精度振镜与可调制激光系统，实现了毫秒级响应与能耗动态控制。这种创新设计在确保精准除草的同时，有效降低了系统能耗，提高了机器人的工作效率和可持续性。

首台苜蓿田间智能除草机器人的成功研制，是草业科技创新的又一重要成果。它不仅为苜蓿种植提供了高效绿色的除草解决方案，也为中国草业的可持续发展注入了新的动力。相信在未来，随着这一技术的不断推广和应用，苜蓿产业将迎来更加美好的明天。