草创中心首创苜蓿种子田智能除草机器人出道

近日，自治区草业技术创新中心联合西北农林科技大学成功研制出我国首台苜蓿种子田智能除草机器人。该款机器人针对苜蓿苗期实施“激光+机械”除草，单点处理仅50毫秒，每秒处理40株杂草，每小时清除杂草量突破万株，清理率超98%，性能指标处于行业领先水平。

当前，我国苜蓿种植面积已超3000万亩，但苗期杂草危害导致产量降幅超30%，杂草防除长期依赖人工与化学手段，人工成本高、化学污染大，市场对高效绿色除草技术需求迫切。针对行业难题，项目开创性提出“株间激光+行间机械”智能除草机器人方案，融合机械工程、人工智能、导航定位等多领域技术，形成“感知-决策-执行”一体化除草系统，有效破解复杂环境下杂草快速识别、高效除草以及精准导航三大难题。

杂草识别效果

不同颜色空间的处理结果

激光功率动态调节以适配不同杂草实现精准清除

围绕户外光照多变导致图像失真、幼苗与杂草形态颜色相似难以区分，以及早期杂草目标过小易被忽略等问题，科研团队构建了基于2000多张不同环境标注图像的轻量化杂草识别模型，引入注意力机制结合支持向量机优化分类，并利用全卷积网络实现像素级定位，有效提升识别精度与抗干扰能力，为机器人除草作业提供有效定点坐标。

整体机械结构

“通过动态特征增强算法，实现激光点云与视觉图像空间配准，确保复杂场景下的连续作业能力。”草创中心特聘教授牛子杰介绍，苜蓿田多为垄作模式，机器人需沿作物行实现厘米级跟踪，同时应对地块边界掉头等场景。在导航与机器视觉技术加持下，即便在光照多变、杂草干扰及垄作模式下，机器人可完美实现厘米级导航，精准规划路径，稳定自主行走。

此外，为满足激光除草快速响应，机械模块在无草或遇障时实现及时避障与节能的需求，科研团队创新采用“行间机械除草+株间激光除草”协同模式。通过高速通信与实时调度内核处理坐标信息，结合高精度振镜与可调制激光系统，实现了毫秒级响应与能耗动态控制，在确保精准除草的同时，有效降低系统能耗。

下一步，草创中心将持续优化算法与系统设计，全面提升机器人综合性能。同时，通过调整除草模块参数，加快实现对燕麦、青贮玉米等其他饲草苗期除草适配，并拓展推广范围，为饲草、蔬菜等经济作物现代化规模化种植，提供兼具“减药、降本、提质”多重效益的全链条系统性解决方案。