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中新教育丨安徽師范大學團隊為高效除草提供新方案

2024-10-28 20:53:32來源：中國新聞網(wǎng)

中新網(wǎng)合肥10月21日電 (成明霞李家榕)安徽師范大學計算機與信息學院“草影無蹤”團隊近日正在全力備戰(zhàn)第十四屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽決賽

。此前

，該團隊的《草影無蹤——新型單尾蝎式激光除草機》項目已獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯·華安證券”安徽省大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽金獎以及安徽省大學生創(chuàng)新大賽(2024)銀獎。

據(jù)介紹，該團隊耗時5年

，走遍8省25市

，深入走訪農(nóng)業(yè)企業(yè)

，走進農(nóng)民家中

，在萬余次模型訓練、千余篇論文積累

、六萬行代碼的基礎(chǔ)上

，讓小型激光除草機從實驗室走向田間地頭，助力高效除草

。

團隊成員初次在蔬菜地里運行樣機

。安徽師大供圖

探尋破除難題的新農(nóng)路

“我是農(nóng)民的孩子，從小看著老一輩親手拔去雜草，十分辛苦勞累且效率很低。在一次項目組會上

，我了解到激光的種種功能，于是我便思考是否可以加大激光功率

，以達到除雜草目的。”談及項目靈感來源

，“草影無蹤”團隊隊長閆星星說

。

激光除草技術(shù)作為一項新技術(shù)，具有降低農(nóng)業(yè)勞動強度

、減少除草劑使用等優(yōu)點

，市場前景較為廣闊

。“考慮到專業(yè)特點，我們選擇融合物聯(lián)網(wǎng)

、人工智能和機器人技術(shù)為一體的小型激光除草機器人項目入手

，充分結(jié)合學生們的專業(yè)知識，鍛煉他們的實踐能力和創(chuàng)新精神

。”團隊指導老師趙傳信介紹道

。為填補學生在特定領(lǐng)域的知識空白，指導教師主動構(gòu)建跨學科研究平臺

，邀請來自農(nóng)業(yè)科學

、自動化技術(shù)、機器人工程等領(lǐng)域的專家學者

，為學生提供專業(yè)指導

。

基于這一背景，團隊成員展開適用于小型經(jīng)濟組織的輕型激光除草機的實地調(diào)查和試點工作

，并將實地調(diào)研范圍擴大到以安徽為中心的周邊省份

，開啟以江西、江蘇等為代表的8省調(diào)研之旅

。

團隊成員在茶園了解茶葉生長情況

。安徽師大供圖

力求解決痛點的最優(yōu)解

在調(diào)研中，該團隊發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有激光除草技術(shù)存在著除草場景單一

，地形適應(yīng)性差

，作物誤除率高等痛點。為解決這些痛點

，團隊通過擴大雜草作物訓練集，改進基于蟻群算法的除草臂路徑規(guī)劃技術(shù)

、搭建輔助輪越障模型

、研發(fā)融合輪廓檢測的雙目視覺增強識別定位技術(shù)，生產(chǎn)出高效

、靈活

、低成本的單尾蝎式激光除草機。

生產(chǎn)出的除草機能否適應(yīng)現(xiàn)實環(huán)境

，答案要在田間地頭尋找

。為此，該團隊來到阜陽天星中藥材種植基地進行首次試點實驗

，成員欣喜于除草機的穩(wěn)定運行時

，一陣大風讓機器難以準確定位被吹得東倒西歪的雜草。“團隊第一次進行產(chǎn)品驗證就遇到環(huán)境干擾導致的定位誤差問題

。在之后的研究中

，我們改進算法

，增加了反饋機制。保證了設(shè)備在‘風吹草動’時也能正常工作

。”團隊成員劉宇航說

，此次試驗還成功解決了因農(nóng)殘過高而降低中草藥藥性的問題。

歷經(jīng)五年探索

、三代更迭

，激光除草機的穩(wěn)定運行，并逐步走出實驗室走向田間地頭

，目前已與相關(guān)合作社簽訂意向合作協(xié)議以及除草服務(wù)合同和產(chǎn)品采購合同

。預計使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升約40%，使農(nóng)藥使用量減少約30%

，產(chǎn)品未來市場前景看好

。

共筑“新農(nóng)人”的創(chuàng)新夢

科研路上充滿未知和挑戰(zhàn)，靈感枯竭

、時間緊迫

、驗證失敗乃是家常便飯。對于團隊中唯一的大二成員來說

，理論知識和比賽經(jīng)驗都較為薄弱

，團隊成員曹俊豪說：“團隊的氛圍很好，隊員們有新的想法都會一起討論

，在前輩們的帶領(lǐng)下

，我也收獲了很多寶貴的調(diào)研經(jīng)驗。”

“我印象最深的是我們步行到試點地的六里路

，那一路上我們說說笑笑

，討論著產(chǎn)品的成功和未來發(fā)展，竟然覺得一點也不累

。”隊員袁心茹笑道

。

“對于未來，我希望他們能夠繼續(xù)發(fā)揮創(chuàng)新精神

，將所學知識運用到實際工作中

。我相信，隨著項目的逐步落實

，將為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)助效力

。”團隊指導老師趙傳信說出了他的期待。(完)

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