尽管农业现代化水平已有显著提升,但杂草依然是农业生产的一大难题。安徽师范大学计算机与信息学院的“草影无踪”团队,利用青年科技力量,致力于高效除草技术的研发。该团队经过五年努力,走访了八家农业企业和三十二户农户,通过上万次模型训练和六万行代码的编写,成功开发出小型激光除草机,并将其从实验室推广到了田间地头。
“草影无踪”团队由物联网工程专业的闫星星担任队长,团队成员主要来自物联网工程、计算机科学与技术、电子信息工程等专业。闫星星表示,自己是农民的孩子,从小就目睹了老一辈辛苦除草的情景。在学校“花津创客营”的培训中,他了解到激光的多种用途,进而萌生了通过激光除草的想法。团队认为,机械除草相比传统的人工和化学除草更具高效环保的优势,是未来农业发展的趋势。
该团队研发的小型激光除草机,能够在杂草幼苗阶段通过激光灼烧切断根茎,使其死亡;在杂草成熟期,则通过灼烧茎叶,破坏细胞结构,阻止营养传递,最终使杂草无法生存。这一技术不仅降低了农业劳动强度,还减少了除草剂的使用。
团队在五年的时间里,不断发展壮大。他们走访了多个省份,进行了广泛调研,逐步确定了研发方向。团队还邀请了来自不同领域的专家进行指导,填补了学生在特定领域的知识空白。通过不断的技术改进,团队成功研发出了三代激光除草机。其中,第三代产品采用了双蝎式布局,进一步提高了除草效率。
团队在实际应用中遇到了不少挑战。例如,在安徽阜阳一家中药材种植基地进行首次实验时,由于大风的影响,除草机难以准确定位杂草。团队通过改进算法和增加反馈机制,解决了这一问题。在阜南县江山蔬菜大棚基地,瓜架的存在阻挡了机械臂的转动。团队在路径规划算法中增加了避障功能,解决了这一难题。在岳西县一家茶叶合作社,团队通过增设辅助轮摆臂结构,进一步增强了除草机的适应能力。
经过五年的努力,激光除草机已经成功从实验室走向田间地头。团队与多家农业企业签订了合作协议,总金额超过百万元。团队还提供了全方位的服务,包括环境评估、定制除草、意外情况处理和设备维护等。在安徽阜南县的对比测试中,使用激光除草机的作物营养物质含量提高了近40%,除草误伤率降低,作物产量显著提升。在安徽芜湖市新联村的辣椒田,激光除草机的应用使农药使用量减少了30%。
目前,团队已获得11项专利和软件著作权,并发表了7篇相关论文。这些研究成果涵盖了小车导航优化、能源管理、电池监控及农作物病害识别等多个方面,为农业机械化发展提供了有力支持。
“草影无踪”团队通过不懈努力,将青年科技力量应用于农业领域,不仅提高了农业生产效率,还减少了环境污染,为现代农业的发展做出了积极贡献。