以光为刃 以智破局——激光除草机器人破解农业除草难题
时间:2026-05-21 10:57:15 来源:农产品市场-中国农村网 作者:文/宋晓娜 孙小飞 字号:【

  草害,是农业生产中让人头疼的一道坎。传统除草方式各有各的短板:人工除草,一个人弯腰弓背一整天,也就能拔完一亩地;化学除草倒是挺快,可农药残留、危害土壤,照样让人放心不下。

  有没有一种技术,既能精准“斩草”,又不伤作物、不伤土地?

  激光——这个在工业制造、医疗手术等领域大放异彩的技术,正给这个问题提供全新的答案。智能激光除草机器人,它不用药、不翻土、不伤苗,一束激光打下去,杂草根茎被破坏,作物安然无恙。

  这项技术到底有多厉害?目前发展到哪一步?落地推广情况如何?带着这些疑问,记者来到黑龙江哈尔滨,探访华工科技旗下的哈尔滨华工智耘科技有限公司(以下简称“华工智耘”)——一家正在用智能激光除草机器人重新定义除草方式的企业,看一束光如何“照亮”绿色农业的未来。

  “新”在何处——激光入局 开启智慧除草新方式

  四月的哈尔滨,寒气还未散尽。但在绥化,黑龙江省春耕生产活动现场,已是机声隆隆、人声鼎沸。田垄之间,两台大马力拖拉机缓缓发动,身后分别拖着一台牵引式智能激光除草机器人,四组、八组激光模块分别一字排开,像一排蓄势待发的“光刀”,拖拉机驶过之处,激光精准射出,杂草被定点清除,一旁的秧苗毫发无损。

  这是华工智耘的“神农”系列牵引式机器人。它能够与拖拉机等农机联动,可搭载4〜16组激光模块,作业幅宽从2.2米到8.8米,适配千亩级规模化农场,每小时最多可除杂草115万株。

  与之相对的是,华工智耘的另一产品“农夫”系列自走式机器人,采用分布式四驱底盘,最小转弯半径仅2.4米,即使在百亩零散地块或设施大棚里,也能来去自如,每小时最多可除杂草14.4万株。

  两个系列产品,适配场景不同,背后却贯穿着同一套核心技术逻辑——“AI+激光+机器人”。

  这套系统如何运转,简单来说,是一个从感知到决策再到执行的闭环。

  首先是感知。机器人搭载新一代AI视觉识别算法,内置百万级作物—杂草图像数据库,可以精准分辨0.1毫米级的作物幼苗与杂草差异,实时区分“谁是作物,谁是杂草”。

  其次是决策。一旦锁定杂草,AI系统立即计算出它的精准坐标、大小和最佳打击角度。控制算法向对应的激光模组发出指令,动态调整焦斑大小,保证只打杂草、不伤作物。

  最后是执行。整个过程,被压缩在毫秒级内完成。机器人搭载“GPS+北斗”双模定位,配备自适应地形底盘,即便在田间颠簸行进时,也能保证激光光束稳定命中目标。

  “AI+激光+机器人”三重技术的深度融合所提供的新兴农业除草解决方案,具备多形态与多技术适配能力:既适配自行走、牵引式及全动力系统,又可兼容CO2中红外光、半导体近红外光、半导体蓝光,轻松覆盖90%以上的农业旱田种植场景。

  当被问到,作为中国激光领军企业,华工科技进军农业领域有何考量时,华工智耘董事长王建刚表示:“农业除草有迫切需求,我们作为激光龙头企业,理应扛起这份社会责任。同时,依托华工科技深厚的技术基础,我们能够从激光光源、AI农作物与杂草识别系统到植物数据模型等领域实现100%自主研发,把最好的方案用到田间地头。”

  放眼国内外,激光除草都是一个方兴未艾的新兴赛道。从除草方式上看,激光除草机器人主要通过激光的热效应(利用二氧化碳激光器、1064纳米近红外激光等进行高温灼烧)或光谱特异性吸收(利用叶绿素对蓝光的强吸收特性,精准破坏杂草光合系统)两种方式实现杂草清除。从发展进程上看,欧美国家起步较早,目前已有企业产品实现产业化应用;而我国虽起步较晚,但近几年进展迅速,与欧美国家的差距正在加速缩小。

  立足国内、面向全球,以华工智耘为代表的中国企业,正推动激光除草技术加速赶超国际先进水平,逐步构建起独具竞争力的技术与产品体系,为后期走向全球市场蓄力。

  “解”在何处——直面痛点 应对产业发展三大挑战

  “这东西好是好,但一台要多少钱?是什么作物都能用吗?伤着秧苗怎么办?”在黑龙江省春耕生产活动现场,围观的人们七嘴八舌地提问。这些疑问,恰恰指向了激光除草机器人发展面临的三大痛点:装备价格高、适用场景少、作业质量不稳定。面对这三大难题,华工智耘给出了怎样的解法?

  华工智耘销售经理陈圣杰介绍:“我们激光除草机器人的定价明显低于美国。”华工科技作为激光领域龙头,从激光芯片、光学镜片、控制系统到整机装备都早已实现全产业链自主配套。而这一显著的价格优势,正是依托较为完整的产业链来实现的。

  “更重要的是,随着未来供应链的进一步成熟和批量化生产,价格还有进一步下降的空间。”陈圣杰表示。

  价格因素之外,激光除草机器人要真正走进千家万户,还需要解决适用场景少的问题。

  目前,华工智耘的激光除草机器人支持大豆、玉米、小麦、蔬菜、棉花、中药材等多作物品种自主学习,适配大田、经济作物、设施农业等多场景种植需求。其中,在大豆、玉米等大田作物上的应用相对成熟。同时,能够突破光照、天气限制,白天强光不眩目,夜间弱光精准识别,雨天正常作业。

  “但这并不是终点。”华工智耘副总经理李涌伟说。下一步,华工智耘计划打造100个应用场景,涵盖北方2〜3个积温带,进行不同种类的作物种植,进行更充分的AI驯化,持续拓展场景适配能力。

  当前,激光除草机器人的主要客户群体,以有机和高附加值作物种植合作社、种粮大户、企业为主。“瞄准绿色有机、高附加值作物种植群体,是我们目前精准的市场定位。”陈圣杰说。在技术持续成熟、价格进一步下降之前,从高附加值场景切入,再逐步向大田普及,是一条务实的推广路径。

  激光除草机器人会不会“认错草”,或者“打不准”“伤到苗”?这是农户最关心的问题,也是技术攻关的重点难点所在。

  杂草和作物的种类成千上万,不同生长阶段形态各异,加上光照变化、田间尘土、风速扰动等环境因素,都考验着识别算法的稳定性和泛化能力。

  “有些机器人的识别数据库主要识别杂草,我们反其道而行,结合农作物数据库构建起作物与杂草识别模型,识别以秧苗为主,同时兼顾识别杂草。”李涌伟说。目前,华工智耘激光除草机器人的杂草识别率已超过99%,作物误伤率低于0.1%,这个数据在行业内已经处于较高水平。更重要的是,系统具备持续学习能力,每次作业系统都会采集新的样本数据上传云端,不断丰富和优化模型库,云平台支持实时“采—算—推”,让机器人越用越聪明,作业场景越多,驯化越充分,准确率就越高。

  “好”在何处——价值凸显 赋能农业绿色发展

  “激光创造美好生活,让农民赚更多的钱。”谈到激光除草能带来什么,王建刚语气笃定。在他看来,激光除草机器人绝非农机装备这么简单,它引发的是一场深刻的农业绿色革命,能够推动中国农业走向绿色化、智能化、高端化、品牌化协同发展的新道路。

  在他看来,绿色化是立身之本。激光除草以纯物理方式替代农药,从源头切断化学除草带来的生态问题,守护耕地健康。智能化是核心手段。激光除草机器人依托“AI+激光+机器人”三重技术融合,实现无人值守、全天时、高精度作业。高端化是必由之路。只有通过有机方式,生产出无残留、高品质的绿色农产品,才能跳出低价竞争,进行有机论证,让农业实现从量到质的转变。品牌化是最终目标。以绿色有机优质农产品为基础,一产联动二产、三产,最终将农业真正建设成为现代化大产业。

  这场由激光开启的绿色变革,首先直面的就是传统除草方式长期难以破解的沉疴顽疾。

  当前农业生产中,人工、化学、机械三类除草方式各有短板。人工除草效率低、成本高,50亩地需要10人连续劳作3天;在中药材产区,一亩地的人工除草费用高达1500〜2000元。化学除草隐患重重,农药残留会造成土壤板结、污染水源,长期使用会催生杂草抗药性,陷入“越除越长”的恶性循环;除草剂还会抑制作物生长,导致产量下降。机械除草同样局限明显,传统机械易误伤幼苗,对根系发达、贴地生长的杂草效果不佳,且作业时间、地形条件受限,难以满足精细种植需求。

  激光除草机器人的出现,以精准、绿色、高效的优势,打破了传统除草方式带来的困局。

  谈起激光除草的好处,李涌伟总结了三个方面:

  有机有价。激光除草全程不施用任何化学药剂,契合有机农业、绿色种植标准,能够提升农产品品质,最终提高价格。

  作物增产。激光除草有一个很大的特点是除早除小,杂草刚露头就被精准清除,避免与作物争夺养分、水分与光照,最大限度保留作物生长资源。据美国田间数据来看,激光除草能够使作物产量提升10%〜30%。

  成本降低。他算了一笔账,以党参种植为例,人工除草一亩需1500〜2000元,机器人综合作业成本可以降低50%以上,性价比优势显著。

  激光除草的这三大好处,在田间地头得到了最真实的印证。黑龙江省龙江公社农业种植供应链管理农民专业合作社联合社是激光除草机器人的早期用户,联合社理事长刘运红告诉记者:“我们从去年开始在大豆种植和生态农场中使用激光除草机器人。绿色有机种植过程中,草害防控是最头疼、最难解决的问题。激光除草机器人帮我们控制住草害、实现全程有机生产,为我们带来了更高的收益。”

  谈到下一步发展,华工智耘有着更清晰、更宏大的布局:持续推动激光除草机器人迭代升级,聚焦产品熟化升级,让设备更耐用、更好用;着力提升作业效率,以更高产能缩短回报周期,进一步放大产品性价比、拓宽应用覆盖面。同时,持续拓展适配场景,面向大田、大棚、丘陵山区定制化开发不同机型,探索向激光除虫、激光棉花打顶等多元农事场景延伸,打造智慧农场与示范基地,用一束激光持续赋能现代农业,持续为现代农业发展注入新动能。

责任编辑:程明
    
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