2025年9月23-27日 国家会展中心(上海虹桥)
中国工博会旗下专业主题展——数控机床与金属加工展
机床、金属板材及管材加工、模具制造和工具的国际盛会
汉诺威米兰展览(上海)有限公司
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数控机床与金属加工展 ▏智慧农业新赛道爆发,中国激光除草技术挑战美国AI霸主
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数控机床与金属加工展是中国工博会的核心主题展之一,同时数控机床与金属加工展作为机床领域内首屈一指的国际盛会,凭借卓越的专业性、前沿的技术展示、广泛的行业覆盖以及国际化的交流平台,不仅在国内机床领域树立了标杆,更对海外企业展现出了无可比拟的号召力与深远的品牌影响力。


据《中国日报》报道,华工科技在上月底举行的发布会上亮相了一款全天候作业智能激光除草机器人。这款名为“Hg LaserWeeder”的机器人,装备了涵盖数千种作物与杂草的数据模型和AI视觉系统,可动态调节激光强度实现精准除草而不伤作物。该技术旨在消除污染土壤和水源的化学除草剂残留,从源头上减少农业污染。



Part 1

七年约定,三年磨一剑

根据湖北日报此前的报道,早在2018年,华工科技总经理董义一行在美国参加行业交流大会时发现一家农业科技公司正在着手研发激光智能除草机器人。3年后,这家美国公司正式推出了一款自动激光除草器,准确率达亚毫米级别。


2022年,华工科技找到哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室,开始合作研发国产激光除草机器人。为了加快进度,该项目采取“双轨”模式,即哈工大和华工科技各自成立研发团队,采用不同的算法路径开展研发并在实验进展中交流互鉴,以节约时间成本。


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华工科技研发团队在云南测试第二期智能激光除草机器人


2024年6月,由华工科技和哈工大合作研发的我国首台国产激光踪草机器人落地黑河市爱挥区。该激光除草机器人搭载的探照灯亮度是地表太阳光强度的三倍,工作时能够确保影像的清晰度,可实现24小时全天候作业。


激光除草的原理是在杂草幼苗期,通过激光照射叶片分瓣处,使草叶表面水分迅速蒸发并瞬间气化,从而破坏杂草内部叶绿素,抑制杂草生长。这种除草方式不耗费人力,几乎零污染,颠覆了传统除草作业方式。


董义解释道,如何让机器人看得清杂草、打得准幼芽且行走得稳当,才是应用难点。许多植物在幼苗期形态上十分相似,而天气、光线、田块高低的情况,又各有不同。当机器人碾到一个石块时,搭载的激光设备一抖就会容易打偏。因此,苗间除草是国产智能农机亟待突破的关键技术。


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Hg LaserWeeder全天候智能激光除草机器人在产品发布会上演示除草操作


此次在发布会上亮相的第二期激光除草智能机器人体积比第一期更小,准确率更高。从图像采集到杂草清除,整个识别与定位过程耗时不足5毫秒。机器人的除草率超过95%。


高端版本的除草机器人更是配备了32个激光头,每小时可清除多达32万株杂草,效率是传统“人工+除草剂”方式的4至8倍。目前,这款除草机器人已开放全球预售,计划于2026年实现量产。


Part 2

智慧农业,成未来风口

今年全国两会期间,“设施农业”与“智慧农业”成为代表委员们热议的高频词。在粮食安全、乡村振兴与科技创新的三重驱动下,农业新质生产力被写入中央一号文件,标志着中国农业正从“传统耕作”向“数字赋能”的深水区迈进。


在今年政府工作报告中,首次提出“因地制宜发展农业新质生产力”,智慧农业成为这一目标的核心引擎。期间,有全国政协委员代表强调:农业生产正加速进入智能化时代,人工智能将深度赋能农机装备与种植决策。


另一方面,我国地形复杂,设施农业与智慧农业还需因地制宜。今年4月,由重庆邮电大学自动化学院教授朱浩团队与重庆市农业科学院茶叶研究所联合研发的首款山地名优茶智能采摘机器人,在永川区茶山林园正式上线。该机器人可以2秒采摘一片叶,全天候不间断作业,有效缓解茶产业“用工难”问题。


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研究人员正在操控山地名优茶智能采摘机器人


作为全国重要茶叶产区,重庆茶园总面积超100万亩,但山区地形复杂、人工季节性短缺问题长期制约产业发展。传统采茶机只能用于大宗茶,名优茶采摘至今依赖人工,高峰期用工缺口达30%以上。


为应对重庆山地茶园的特殊挑战,研发团队在技术细节上反复打磨,最终实现机器人复杂环境“看得清”、遮挡环境“定得准”、仿生手“采得好”、全链闭环“能回收”。目前,机器人单芽采摘准确率达90%,效率接近2-3年经验茶工水平。


目前,全国多地已开展智慧农业的试点试验工程。激光凭借稳定的定向性,实现精准除草且不伤及农作物,尤其适合高价值经济作物,也为中国农业的未来发展注入新的活力。这种新颖的除草方式避免了传统除草剂对土壤、水源的污染,符合有机农业和绿色农业的发展趋势。


Part 3

中美比拼,新赛道模式

上文提到的这家美国公司,其实是碳基机器人公司(Carbon Robotics)。该公司于今年2月推出最新版激光除草机LaserWeeder G2,基于高分辨率摄像头、增强光学系统和Starlink高速互联网,实现高清图像采集和快速上传。


该设备搭载升级版GPU服务器,每小时可处理470万张高分辨率图像。采用先进的“Carbon AI”深度学习系统,利用来自三大洲超过4000万株植物的数据集进行模型训练,能够以毫米级精度识别和定位杂草。机器人配备的240W高功率激光器,确保快速精准清除杂草。


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左划看多图


LaserWeeder G2可替代传统人工、除草剂和机械手段进行作业,累计除草超过150亿株,除草作业面积超过25万英亩、覆盖100多种作物,农民除草成本降低了80%。


可以看到,随着AI技术的发展,其在农业上的应用也逐渐趋于成熟和多元化。除激光除草外,搭载高精度图像识别系统合和环境感知等技术、柔性机器臂的机器人,让农产品和蔬果行业实现了精准采摘和高效生产。


从国内外的成功案例不难看出,要想在农业领域实现高效、智能化的除草和采摘方式,除了必要的AI智能算法、视觉识别、环境监测和柔性机器人系统外,充足的植物、地表特征的数据集是另一大关键所在。AI虽然智能,但也需要通过不断学习才能发挥其功效。


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华工科技和哈工大联合研发的激光除草机器人在黑龙江、云南两地的试验成功,得以让激光工艺在未来的智慧农业发展中扮演重要角色。未来,装备中国激光技术的农业智能化装备将出口海外市场,如同家用除草机器人一样,打响中国品牌。


随着大模型技术的逐渐成熟,中美在AI领域的竞争也将从基础模型研发转向应用落地、算力博弈和生态控制。未来包括激光、低空飞行在内的多个新兴技术,也将在农业、制造业等领域进行深入应用,这些落地场景的AI比拼才是未来的主要战场和前沿阵地。


来源:中国日报、湖北日报、科技日报、荣格激光


END