保护黑土地、削减化学除草剂施用，是我国现代农业绿色转型的中心出题。长时间以来，高端物理除草配备存在技能壁垒，海外同类设备价格昂扬、中心技能封闭，成为限制才智农业落地的一大短板。

  长春理工大学机电工程学院教授、吉林省激光技能及设备工程研讨中心主任王宪涛牵头组成跨学科研制团队，联合宁波一彬电子科技股份有限公司深耕光机电控一体化技能，迭代四代样机，打造具有完好自主知识产权的自行走式激光除草机器人，以高能激光代替化学农药，为东北黑土地绿色耕耘供给国产硬核解决方案。

  2020年前后，王宪涛团队敏锐捕捉职业要害痛点：激光物理除草被农业乡村部列为我国物理除草农机要点短板项目。

  一边是传统农耕难以谐和的实际对立：常年施用除草剂继续损坏黑土地团粒结构、灭杀土壤有利微生物，形成土壤板结、农残残留，直接要挟粮食安全与大众饮食健康；人工除草劳动强度大、功率低下，规模化栽培早已难以依托；市面上机械式除草设备精度缺乏，极易误伤禾苗，千分之一的苗损就对应粮食减产。

  另一边，依托长春理工大学光学、机械、电子、智能操控交叉学科沉淀，以及吉林省激光技能及设备工程研讨中心的渠道支撑，团队具有攻关高端才智农机的共同优势。

  “用激光代替农药，让每一粒粮食都干干净净，这是咱们整个团队深耕农业配备的初心。”王宪涛告知记者。

  安身国家保护黑土地严峻战略部署，2023年7月，校企两边正式签定横向研制协议，成为国内最早发动大田智能激光除草配备研制的科研部队。项目工业化落地吉林公主岭，依托公主岭国家农业高新技能示范区15亩专属试验田继续展开田间验证，未来批量出产将落户当地吉林长华汽车部件有限公司，打通“实验室研制—田间试验—本地量产”完好工业链条。

  相较于传统除草形式，激光物理除草具有无法代替的绿色与功率优势。设备交融卫星导航、多传感交融、新一代通讯与AI视觉辨认技能，精准确定杂草分生组织，依托高能激光完结无触摸物理灭草。田间实测显现，其除草功率较人工除草提高50倍以上，每小时可铲除5万至10万株杂草，统筹生态保护与大田规模化作业需求。

  从纸面方案到第四代纯电自行走除草样机，王宪涛带领团队仅用三年完结四代整机迭代，逐个打破海外独占多项中心技能壁垒。

  2023年11月，第一代单通道实验室样车完结试制，完结软硬件根底功用验证；2024年春夏，第二代拖挂式8激光器样机下地适配玉米大田，掩盖四垄作业宽度，在昼夜、阴晴多类工况下完结玉米、杂草数据库建立；同年9月第三代独立行走样机落地，动态定位精度收窄至2至3毫米，杂草辨认、方针盯梢、激光冲击功能完结质的跨过；2026年5月，第四代纯电无人除草机器人研制完结，优化全新光路结构，完结杂草三维坐标实时快速核算，AI图画辨认到激光冲击总延时紧缩至10毫秒以内，动态定位精度安稳操控在2毫米内。

  谈及研制中最难跨越的关卡，王宪涛坦言，一是杂乱田间环境下的作物杂草AI区别辨认，二是车辆跋涉过程中激光动态精准瞄准。田间光照剧烈改变、车体继续轰动、作物杂草交织丛生，都会严峻搅扰辨认与定位精度。团队耗时收集标定数十万张田间实景图画，建立玉米、大豆、马铃薯、中草药等十余类旱田作物专属数据模型，终究完结作物辨认准确率99.5%、杂草铲除率95%以上。针对轰动、光线搅扰难题，团队搭载陀螺仪、多编码器多传感联动体系，配套专用高亮度补光设备，在3Hz振荡频率、3度摆幅、0至3.6千米/小时可变作业车速下，仍旧安稳确定杂草靶点，在百毫秒窗口期完结精准激光烧蚀。

  整套配备光源、光路、激光扫描定位、机器视觉、自适应车速操控等悉数中心技能自主可控，现已获授权发明专利4项，3项发明专利进入受理阶段，构建完好自主知识产权体系，完全脱节国外技能掣肘。整机激光履行单元选用模块化规划，各模块独立运转，农户可根据田块宽窄灵敏增减组件，毛病发生后独自替换模块即可，大幅度下降后期保护本钱与操作门槛。

  公主岭范家屯镇乾程农业合作社15亩试验田内，王宪涛团队四代样机历经两年不间断田间测验，中小地块、大棚经济作物、连片大田多场景作业均体现安稳。本年7月中旬，这套激光除草设备将露脸浙江宁波全国鲜食大豆全程机械化现场观摩会，承受全国大豆主产区农机判定、推行专家现场观摩查验。

  从适用场景区分，小型自行走机器人适配中小地块、棚室蔬菜、中草药等特征经济作物；大型拖挂机型可服务玉米、大豆、小麦、棉花等连片旱田，掩盖东北、黄淮海等国内中心粮食产区。单台大中型设备单日作业面积可达50亩以上，有用缓解乡村劳动力缺少难题，大幅度下降栽培户除草人力本钱。

  放眼全球，美国同类激光除草机器人价格高达180万美元，中心算法、光路体系严厉对外封闭。王宪涛团队研制的国产激光除草配备依托校企协同、本地工业化出产，本钱优势明显，一起贴合我国小农户、规模化合作社并存的多元栽培国情，适配性更强。

  “犁地是粮食安全的根基，东北黑土地更是‘犁地中的大熊猫’。”王宪涛表明，长时间化学除草形成的土壤损害不可逆，激光物理除草是农业绿色可继续发展的必经之路。设备方案2026年末完结批量投产，这套光机电一体化才智农机将逐渐面向东北千万亩黑土地。未来设备将接入云端管控渠道，交融大数据、物联网完结长途作业调度、杂草成长周期智能研判，推进农田管护全面走向精细化、数字化。以激光科技减药护田、稳产提质，王宪涛团队正用自主研制的国产农机，走出一条归于我国的绿色才智农业新途径。