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深度解讀

借助激光技術(shù)智能精準(zhǔn)除去甜菜園的雜草

星之球科技 來(lái)源:Ringier2021-11-24 我要評(píng)論(0 )   

甜菜在生長(zhǎng)過(guò)程中很難抵御田間雜草的侵襲。為了給甜菜種植創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境,農(nóng)民就需要清除作物附近的雜草,因?yàn)樗鼈儠?huì)爭(zhēng)奪水分、養(yǎng)分和陽(yáng)光。無(wú)論是傳統(tǒng)耕作還是有...

甜菜在生長(zhǎng)過(guò)程中很難抵御田間雜草的侵襲。為了給甜菜種植創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境,農(nóng)民就需要清除作物附近的雜草,因?yàn)樗鼈儠?huì)爭(zhēng)奪水分、養(yǎng)分和陽(yáng)光。無(wú)論是傳統(tǒng)耕作還是有機(jī)耕作,農(nóng)業(yè)種植業(yè)都需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的技術(shù)解決方案,以便在甜菜種植中進(jìn)行有效且具有成本效益的雜草管理。


近期,以德國(guó)漢諾威激光中心(LZH)與多個(gè)合作伙伴聯(lián)手開(kāi)發(fā)了一種結(jié)合鋤頭和激光控制去除雜草的方法。在名為“LUM”聯(lián)合項(xiàng)目中,研究人員采用基于激光的方法以替代傳統(tǒng)方案。激光技術(shù)與鋤頭機(jī)相結(jié)合,將在未來(lái)實(shí)現(xiàn)全區(qū)域、無(wú)化學(xué)的田間雜草去除。


圖像識(shí)別、激光、鋤草技術(shù)的組合系統(tǒng)

該項(xiàng)目旨在研究和開(kāi)發(fā)一種高效且功能強(qiáng)大的系統(tǒng)組合,以實(shí)現(xiàn)盡可能大的耕地面積。新的這套系統(tǒng)包括圖像捕獲和智能數(shù)據(jù)處理,可以實(shí)時(shí)從雜草中精確區(qū)分和定位甜菜植物。獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理將完成精確控制激光和鋤頭工具的任務(wù)。


這并非是LZH首次與合作伙伴開(kāi)發(fā)激光智能除草系統(tǒng)。早在2019年11月舉行的德國(guó)漢諾威國(guó)際農(nóng)機(jī)展覽會(huì)上,LZH就展示了新開(kāi)發(fā)的農(nóng)業(yè)防雜草管理的新型激光系統(tǒng)。LZH開(kāi)發(fā)的防雜草激光系統(tǒng)基于光與生物材料的非接觸式光作用,先使用攝像頭區(qū)分雜草與農(nóng)作物,再利用激光輻射精確清除所有雜草,從而幫助農(nóng)作物獲得決定性的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。


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■將鋤草機(jī)與激光技術(shù)相結(jié)合的雜草控制系統(tǒng) (來(lái)源:LUM)


這種組合模式結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。首先,激光用于殺死甜菜附近已經(jīng)長(zhǎng)出的雜草。然后,在距離作物足夠遠(yuǎn)的情況下,剩余的田間區(qū)域通過(guò)機(jī)械控制措施清除雜草,或者將尚未長(zhǎng)出的雜草完全扼殺在萌芽狀態(tài)。


通過(guò)這種方法,可以顯著減少除草劑的使用。由于激光輻射是純物理作用,不會(huì)讓農(nóng)作物產(chǎn)生植物抗性,因此可以保護(hù)土壤中的有益礦物質(zhì),保證土壤的品質(zhì)不受侵害。因此,激光技術(shù)將成為“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的發(fā)展趨勢(shì)。


激光技術(shù)助力農(nóng)業(yè)升級(jí)

盡管目前農(nóng)業(yè)的耕作模式相比上世紀(jì)有了明顯的改善,機(jī)械化的作業(yè)模式讓一個(gè)家庭管理一大片耕地作物成為可能,過(guò)去的人工種植已經(jīng)完全被高效的機(jī)械化設(shè)備所取代。但在農(nóng)業(yè)除草方面,行業(yè)仍然面臨著不小的挑戰(zhàn)。


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■Carbon Robotics公司出品的自主除草機(jī)(來(lái)源:Carbon Robotics)


此前,農(nóng)業(yè)機(jī)器人開(kāi)發(fā)公司Carbon Robotics完成2700萬(wàn)美元B輪融資,這筆資金將用于擴(kuò)大公司產(chǎn)品的生產(chǎn)以及壯大工程團(tuán)隊(duì)。2021年4月,Carbon Robotics發(fā)布了新一代除草機(jī)器人,通過(guò)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和激光技術(shù)每小時(shí)可清除大約10萬(wàn)顆雜草。最大行駛速度為每小時(shí)8英里,每天的作業(yè)面積最大可達(dá)120畝地。


這臺(tái)“明星”自主除草機(jī)配有自動(dòng)駕駛系統(tǒng),并有四輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向功能。設(shè)備內(nèi)部配備了8臺(tái)150W二氧化碳激光器和12臺(tái)高分辨率相機(jī),可以掃描地面上的農(nóng)作物。同時(shí),AI超級(jí)計(jì)算機(jī)以毫秒為單位的精細(xì)度將雜草標(biāo)記出來(lái),之后由發(fā)射的激光除掉雜草。

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