中新教育丨安徽强㢨一级二级2023新师范大学团队为高效除草提供新方案
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“强㢨一级二级2023新”中新教育丨安徽强㢨一级二级2023新师范大学团队为高效除草提供新方案
中新强㢨一级二级2023新网合肥10月21日电 强㢨一级二级2023新(成明霞 李家榕)安徽师范大学计算机与信息学院“草影无踪”团队近日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，该团队的《草影无踪——新型单尾蝎式激光除草机》项目已获第十一届“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。
据介绍，该团队耗时5年，走遍8省25市，深入走访农业企业，走进农民家中，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。
团队成员初次在蔬菜地里运行样机。安徽师大供图
探寻破除难题的新农路
“我是农民的孩子，从小看着老一辈亲手拔去杂草，十分辛苦劳累且效率很低。在一次项目组会上，我了解到激光的种种功能，于是我便思考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。
激光除草技术作为一项新技术，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。“考虑到专业特点，我们选择融合物联网、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，充分结合学生们的专业知识，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。为填补学生在特定领域的知识空白，指导教师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组织的轻型激光除草机的实地调查和试点工作，并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。
团队成员在茶园了解茶叶生长情况。安徽师大供图
力求解决痛点的最优解
在调研中，该团队发现现有激光除草技术存在着除草场景单一，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，生产出高效、灵活、低成本的单尾蝎式激光除草机。
生产出的除草机能否适应现实环境，答案要在田间地头寻找。为此，该团队来到阜阳天星中药材种植基地进行首次试点实验，成员欣喜于除草机的稳定运行时，一阵大风让机器难以准确定位被吹得东倒西歪的杂草。“团队第一次进行产品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‘风吹草动’时也能正常工作。”团队成员刘宇航说，此次试验还成功解决了因农残过高而降低中草药药性的问题。
历经五年探索、三代更迭，激光除草机的稳定运行，并逐步走出实验室走向田间地头，目前已与相关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。预计使农产品质量提升约40%，使农药使用量减少约30%，产品未来市场前景看好。
共筑“新农人”的创新梦
科研路上充满未知和挑战，灵感枯竭、时间紧迫、验证失败乃是家常便饭。对于团队中唯一的大二成员来说，理论知识和比赛经验都较为薄弱，团队成员曹俊豪说：“团队的氛围很好，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。”
“我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，讨论着产品的成功和未来发展，竟然觉得一点也不累。”队员袁心茹笑道。
“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。我相信，随着项目的逐步落实，将为我国农业生产助效力。”团队指导老师赵传信说出了他强㢨一级二级2023新的期待。(完)