激光除草：给农田一把“无污染的手术刀”

激光除草机器人本质上是一个集成了多种前沿技术的复杂系统。机械设计制造及其自动化专业负责设计合理的机械结构，确定适宜的车身尺寸，保证在农田中稳定行走和灵活转向。

电气工程及其自动化则要精确计算激光发射装置的功率需求，确保稳定的电力输出。

自动化专业开发的自主运行系统，利用传感器技术精确感知周围环境，定位杂草位置。光学工程专业针对激光系统进行优化，选用合适波长的激光，如1064纳米的近红外激光，对杂草产生良好的热效应。

在控制系统中，PID控制算法能根据杂草密度和种类，智能调节激光发射的频率和强度。材料科学则为关键部件选择耐高温、耐磨损的陶瓷材料，以承受高达500℃的工作温度。

计算机科学与技术开发的智能图像识别软件，对摄像头采集的农田图像进行分析处理，识别杂草的准确率已达到95%以上。

与传统除草方式相比，激光除草带来了革命性的进步。它完全避免了化学除草剂的使用，从源头上解决了农药残留问题，为有机种植的发展提供了有力支持。

对于农民来说，激光除草机器人可以大幅降低劳动强度。传统人工除草成本高、效率低，而激光机器人能24小时持续作业，工作效率相当于75名人工除草员。

从长远来看，这种技术还有助于提高农产品的品质与安全。在没有农药残留的土地上，作物得以健康生长，农产品的市场竞争力自然得到增强。

据机构测算，中国的除草机器人市场规模可达近900亿元，而全球潜在市场更是突破千亿美元。这片巨大的蓝海市场，正吸引众多企业布局。

尽管激光除草技术前景广阔，但也面临着一些挑战。目前设备成本仍然较高，对于普通农户来说存在一定的门槛。同时，在复杂田间环境中的稳定性和适应性仍需进一步提升。

吉林大学王刚副教授坦言，目前的激光除草机还存在一点小瑕疵，比如偶尔会漏掉一两棵草，或者偶有轻微损伤作物幼苗的情况。研究团队正在针对这些问题进行改进和优化。

未来，随着核心传感器LiDAR技术的突破和规模化生产，激光除草机的成本有望进一步降低。2019年至今，全固态LiDAR单价从超1万美元降至千元以内，降幅超95%，彻底打破了“LiDAR高价壁垒”。