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中新網(wǎng)合肥10月21日電 (成明霞 李家榕)安徽師范大學(xué)計算機與信息學(xué)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(xué)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(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽金獎以及安徽省大學(xué)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(xùn)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(xué)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(dǎo)老師趙傳信介紹道。為填補學(xué)生在特定領(lǐng)域的知識空白，指導(dǎo)教師主動構(gòu)建跨學(xué)科研究平臺，邀請來自農(nóng)業(yè)科學(xué)、自動化技術(shù)、機器人工程等領(lǐng)域的專家學(xué)者，為學(xué)生提供專業(yè)指導(dǎo)。

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(xùn)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(fēng)讓機器難以準(zhǔn)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(dǎo)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(fēng)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(yù)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(xué)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(dǎo)老師趙傳信說出了他的期待。(完)