当化学除草剂残留威胁着“耕地中的大熊猫”，当人工除草效率低下的问题日益凸显，一束高能激光正在长春理工大学的试验田里，悄然掀起一场物理除草的绿色革命。
由长春理工大学与宁波一彬电子科技股份公司联合研发的第四代智能激光除草机，近期完成田间试验并定型，预计2026年底投入批量生产。这不仅是一台农机，更是一个集光、机、电、算、控于一体的高端智慧农业装备。日前研发团队接受采访，解密这台“滴水不沾”的除草神器的诞生密码。
三年磨四剑：从概念到田间
故事要从三年前说起。2023年7月，长春理工大学王宪涛教授团队与深交所上市公司宁波一彬签署了横向课题研发协议。彼时，激光除草技术被农业部列为我国物理除草技术的农机短板项目，而美国同类产品不仅售价高达180万美元，还对中国禁售。
“我们有光学和控制的底子，既然国家需要，市场空白，那就干。”王宪涛回忆道。仅用两个月，团队就完成了总体方案设计；同年11月，单通道第一代实验室样车试制成功。此后三年，研发进入快车道：第二代拖拉机拖挂式样机实现了大田试验，第三代样机实现了独立无人驾驶，到2026年5月，第四代纯电驱动、模块化设计的工程样车正式定型。
核心突破：毫秒级“指哪打哪”
这台除草机的绝活，是在行进中对杂草实施“斩首行动”。
机器首先要“看得准”——基于AI视觉识别技术，它能在瞬间区分作物与杂草，目前已完成玉米、大豆、马铃薯等10多种作物的数据模型建立，作物识别率超过99.5%。接着要“瞄得精”——系统实时计算杂草的三维高度与中心位置，在100至200毫秒内，将激光光斑锁定杂草的分生组织中心，动态定位精度达到±2毫米。最后还要“打得快”——作业速度根据杂草密度自适应调整，最高达3.6公里/小时，每小时可清除5万至10万株杂草，效率是人工的50倍以上。
“最难的是动中打静。”王宪涛解释，车辆行进中的震动、光照变化都会影响精度。团队攻克了相机与振镜位置标定、动态瞄准等核心技术，将AI识别到激光打击的延时压缩至10毫秒以内。这些技术成果已申报7项国家发明专利，其中4项获得授权，构建了完全自主的知识产权群。
与国外产品不同，长春理工大学的除草机采用了独特的模块化架构。每个激光除草单元就像一块标准积木，可根据车辆大小和农田宽度灵活增减模块数量。这种设计不仅降低了制造成本，还让维修变得简单，哪个模块出问题就换哪个，不用整机停摆。
从东北走向全国：千亿级市场启幕
这项技术背后是巨大的市场需求。仅东北地区玉米种植面积就超过2.3亿亩，按保守估算，激光除草机需求量可达70万至140万台，形成千亿级产业规模。在公主岭国家农业高新技术示范区，15亩试验田去年一季的除草效果良好；宁波的鲜食大豆全程机械化现场观摩会，也将迎来这台黑土地走出的科技新秀。
“保护黑土地，不能只靠喊口号。”王宪涛说，“用激光代替农药，让每一粒粮食都干干净净——这就是我们工科人的浪漫。”从实验室的一束光，到田间地头的高效作业，这台“长春智造”的激光除草机，正在为中国智慧农业照亮一条新路。
中国吉林网 吉刻新闻记者 殷维
图片来源 长春理工大学