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甜菜在生長過程中很難抵御田間雜草的侵襲。為了給甜菜種植創造良好的生長環境，農民就需要清除作物附近的雜草，因為它們會爭奪水分、養分和陽光。無論是傳統耕作還是有機耕作，農業種植業都需要進一步開發新的技術解決方案，以便在甜菜種植中進行有效且具有成本效益的雜草管理。

近期，以德國漢諾威激光中心（LZH）與多個合作伙伴聯手開發了一種結合鋤頭和激光控制去除雜草的方法。在名為“LUM”聯合項目中，研究人員采用基于激光的方法以替代傳統方案。激光技術與鋤頭機相結合，將在未來實現全區域、無化學的田間雜草去除。

圖像識別、激光、鋤草技術的組合系統

該項目旨在研究和開發一種高效且功能強大的系統組合，以實現盡可能大的耕地面積。新的這套系統包括圖像捕獲和智能數據處理，可以實時從雜草中精確區分和定位甜菜植物。獲取的數據經過系統處理將完成精確控制激光和鋤頭工具的任務。

這并非是LZH首次與合作伙伴開發激光智能除草系統。早在2019年11月舉行的德國漢諾威國際農機展覽會上，LZH就展示了新開發的農業防雜草管理的新型激光系統。LZH開發的防雜草激光系統基于光與生物材料的非接觸式光作用，先使用攝像頭區分雜草與農作物，再利用激光輻射精確清除所有雜草，從而幫助農作物獲得決定性的生長優勢。

■將鋤草機與激光技術相結合的雜草控制系統 （來源：LUM）

這種組合模式結合了兩種方法的優點。首先，激光用于殺死甜菜附近已經長出的雜草。然后，在距離作物足夠遠的情況下，剩余的田間區域通過機械控制措施清除雜草，或者將尚未長出的雜草完全扼殺在萌芽狀態。

通過這種方法，可以顯著減少除草劑的使用。由于激光輻射是純物理作用，不會讓農作物產生植物抗性，因此可以保護土壤中的有益礦物質，保證土壤的品質不受侵害。因此，激光技術將成為“數字農業”的發展趨勢。

激光技術助力農業升級

盡管目前農業的耕作模式相比上世紀有了明顯的改善，機械化的作業模式讓一個家庭管理一大片耕地作物成為可能，過去的人工種植已經完全被高效的機械化設備所取代。但在農業除草方面，行業仍然面臨著不小的挑戰。

■Carbon Robotics公司出品的自主除草機（來源：Carbon Robotics）

此前，農業機器人開發公司Carbon Robotics完成2700萬美元B輪融資，這筆資金將用于擴大公司產品的生產以及壯大工程團隊。2021年4月，Carbon Robotics發布了新一代除草機器人，通過使用計算機視覺和激光技術每小時可清除大約10萬顆雜草。最大行駛速度為每小時8英里，每天的作業面積最大可達120畝地。

這臺“明星”自主除草機配有自動駕駛系統，并有四輪驅動轉向功能。設備內部配備了8臺150W二氧化碳激光器和12臺高分辨率相機，可以掃描地面上的農作物。同時，AI超級計算機以毫秒為單位的精細度將雜草標記出來，之后由發射的激光除掉雜草。