机器人“农民”来了！在上海宝山区一间有机蔬菜大棚里，一台宽1.7米、高1.4米的智能除草机器人正灵活穿梭在田垄间：它无需人工操控，毫秒间就能自动识别并锁定杂草，激光瞬时射出，杂草应声化灰……由于整个过程纯物理操作，无农药残留，不仅解决了人工除草慢和传统机械除草糙的短板，更可破解化学除草污染重的生态难题。这就是由上海大学机电工程与自动化学院苗中华教授团队最新自主研发的智能激光除草机器人。
目前，第一台样机正在宝山、嘉定的100多亩蔬菜基地开展试验与示范应用。“让机器人替农民‘弯腰’，为大地‘减负’。”团队骨干成员何创新副教授接受采访时表示，未来将把更多智能技术引入农田，为有机种植提供智能化解决方案。
智能“秒杀”杂草，解决“无机可用”
在上海，本地的有机蔬菜多依赖大棚种植，在不使用化学除草剂时，无论是人工除草，还是传统机械除草，都存在不足。
举例来说。在大棚高温高湿的环境下，一名农户每天最多只能完成一亩地的除草任务。因为人工除草效率低、耗体力。相比之下，机械除草看似效率高，但操作时容易伤苗、且使用受限。何创新解释说，传统机械除草机虽然动作快，但精准度不足，它们更适合玉米这类间距宽、分布规整的作物，但对菠菜、茼蒿等常见的撒播类蔬菜来说，由于这些菜苗和杂草长得差不多，除草机分辨不出，只能“一刀切”，在除草的时候经常连菜带苗一起铲掉了。
还有一个应用局限是：传统除草机一般适用于大面积、行种的作物，无法在温室大棚使用。因此，目前的大棚除草“无机可用”。
针对这些痛点，团队融合AI大模型、视觉识别、高能激光、无人驾驶等技术，以纯物理方式实现“识别-定位-清除”一体化智能作业，杂草识别率已达95%以上，平均1秒即可彻底杀死杂草，实现了“秒杀”。
回顾整个研发过程，何创新告诉记者，首要解决的难题就是除草机作物、杂草不分的问题。为此，团队自建百万级图像数据集，建立了作物与杂草视觉感知大模型，通过AI算法捕捉杂草与作物的细微差异，并进行轻量化部署，将“识别-定位”压缩至20毫秒内。“激光打击必须精准落在杂草的生长点上，如果打偏了，落在杂草的叶子上，就不能完全杀灭杂草了。”由此，设备已做到每秒可处理50次识别请求，从而实现“边走边打”的动态作业。
此外，机器人“农民”还搭载5组激光-视觉模块化作业单元，一秒可清除5至10颗杂草。何创新介绍，团队还通过多传感器定位，把激光发射点误差控制在毫米级，即便作物苗长歪也能精准避开，作物损失率低于1%。
国产化设备，售价有望降一半
“农业机器人不是实验室里的‘花架子’，得跟着田间需求走。”团队多年深耕农业机器人研发，拥有机械、控制、算法等多学科专业人才。在躬身实践中，团队把实用主义刻进技术细节里。针对蔬菜大棚垄面1.2米的标准宽度，机器人设计为宽1.7米，恰好能横跨两条沟之间，轮距还能灵活调节，适配不同大棚的种植布局；考虑到大棚内光照不足，团队加装主动补光系统与自适应成像控制技术，让机器人摆脱光照限制，实现24小时全天候作业。
自主研发也带来了巨大的成本优势。“国外同类型的设备一台售价100多万美元，普通种植户根本买不起。”何创新透露，未来国产化设备价格有望降低至少一半。
技术迭代仍在继续。眼下，团队正努力提升识别精度，优化激光器布局，考虑将设备做得更小巧，同时完善自动修正系统，确保机器人连续工作无误差。
“农业的未来，一定是智能化与绿色化的结合。”何创新说。
原标题：《机器人替农民“弯腰”，AI+激光精准识别、“秒杀”杂草》
栏目主编：樊丽萍
本文作者：文汇报 储舒婷
