甜菜在生長過程中很難抵禦田間雜草的侵襲。為(wei) 了給甜菜種植創造良好的生長環境，農(nong) 民就需要清除作物附近的雜草，因為(wei) 它們(men) 會(hui) 爭(zheng) 奪水分、養(yang) 分和陽光。無論是傳(chuan) 統耕作還是有機耕作，農(nong) 業(ye) 種植業(ye) 都需要進一步開發新的技術解決(jue) 方案，以便在甜菜種植中進行有效且具有成本效益的雜草管理。

近期，以德國漢諾威激光中心（LZH）與(yu) 多個(ge) 合作夥(huo) 伴聯手開發了一種結合鋤頭和激光控製去除雜草的方法。在名為(wei) “LUM”聯合項目中，研究人員采用基於(yu) 激光的方法以替代傳(chuan) 統方案。激光技術與(yu) 鋤頭機相結合，將在未來實現全區域、無化學的田間雜草去除。

圖像識別、激光、鋤草技術的組合係統

該項目旨在研究和開發一種高效且功能強大的係統組合，以實現盡可能大的耕地麵積。新的這套係統包括圖像捕獲和智能數據處理，可以實時從(cong) 雜草中精確區分和定位甜菜植物。獲取的數據經過係統處理將完成精確控製激光和鋤頭工具的任務。

這並非是LZH首次與(yu) 合作夥(huo) 伴開發激光智能除草係統。早在2019年11月舉(ju) 行的德國漢諾威國際農(nong) 機展覽會(hui) 上，LZH就展示了新開發的農(nong) 業(ye) 防雜草管理的新型激光係統。LZH開發的防雜草激光係統基於(yu) 光與(yu) 生物材料的非接觸式光作用，先使用攝像頭區分雜草與(yu) 農(nong) 作物，再利用激光輻射精確清除所有雜草，從(cong) 而幫助農(nong) 作物獲得決(jue) 定性的生長優(you) 勢。

■將鋤草機與(yu) 激光技術相結合的雜草控製係統 （來源：LUM）

這種組合模式結合了兩(liang) 種方法的優(you) 點。首先，激光用於(yu) 殺死甜菜附近已經長出的雜草。然後，在距離作物足夠遠的情況下，剩餘(yu) 的田間區域通過機械控製措施清除雜草，或者將尚未長出的雜草完全扼殺在萌芽狀態。

通過這種方法，可以顯著減少除草劑的使用。由於(yu) 激光輻射是純物理作用，不會(hui) 讓農(nong) 作物產(chan) 生植物抗性，因此可以保護土壤中的有益礦物質，保證土壤的品質不受侵害。因此，激光技術將成為(wei) “數字農(nong) 業(ye) ”的發展趨勢。

激光技術助力農(nong) 業(ye) 升級

盡管目前農(nong) 業(ye) 的耕作模式相比上世紀有了明顯的改善，機械化的作業(ye) 模式讓一個(ge) 家庭管理一大片耕地作物成為(wei) 可能，過去的人工種植已經完全被高效的機械化設備所取代。但在農(nong) 業(ye) 除草方麵，行業(ye) 仍然麵臨(lin) 著不小的挑戰。

■Carbon Robotics公司出品的自主除草機（來源：Carbon Robotics）

此前，農(nong) 業(ye) 機器人開發公司Carbon Robotics完成2700萬(wan) 美元B輪融資，這筆資金將用於(yu) 擴大公司產(chan) 品的生產(chan) 以及壯大工程團隊。2021年4月，Carbon Robotics發布了新一代除草機器人，通過使用計算機視覺和激光技術每小時可清除大約10萬(wan) 顆雜草。最大行駛速度為(wei) 每小時8英裏，每天的作業(ye) 麵積最大可達120畝(mu) 地。

這台“明星”自主除草機配有自動駕駛係統，並有四輪驅動轉向功能。設備內(nei) 部配備了8台150W二氧化碳激光器和12台高分辨率相機，可以掃描地麵上的農(nong) 作物。同時，AI超級計算機以毫秒為(wei) 單位的精細度將雜草標記出來，之後由發射的激光除掉雜草。