[本周农机] 1秒“秒杀”4000株杂草……“像素级AI除草机器人”问世

一款能够解决露地除草作业难题的智能AI除草机器人问世了。全北大学智能机器人研究所金亨锡教授团队突破了现有全球技术的局限，开发出适用于韩国农户环境的精准除草机器人原型，并完成了演示展示。

此前，无人机植保和自动驾驶已经实现商业化，但能够实时区分作物与杂草的除草技术仍是一片尚未开拓的领域。研究团队将电子工程与人工智能、机器人技术相融合，找到了突破人类视觉极限的解决方案。

融合64位GPU与喷墨原理……即使作业环境和形态变化也能识别杂草
这一解决方案从播种后立即开始，到37天内作物生长并发生形态变化的过程中，依然能够识别杂草。此外，即使在夏季雨季强烈阳光形成的漆黑阴影中，它也能准确区分杂草；夜间则可开启探照灯，昼夜不停作业。更进一步，它还能将杂草分为3种类型（草的形态），并具备为其选择并处方相应专用除草剂的精准能力。而且，即使周边环境发生变化，如日照量变化或夕阳西下时，也能准确识别。

金亨锡教授表示：“人脑对于一个像素大约只有32级（5~6位）的分辨能力，但只要达到10位，就几乎可以表达无限数量的数值。更进一步，AI系统借助HBM内存和最新64位GPU的运算能力，几乎没有误差，并能以像素为单位精确计算区域并进行识别。”他还说：“从实验结果来看，已经确认其区分杂草的能力优于人类。”

国外全球企业采用的“非散射式喷雾”方式，在风大的露地田间存在药剂飘散的问题，甚至会造成药害，把主作物也一并杀死。作为替代方案推出的全球“激光除草机”虽然精准且环保，但设备价格高达20亿韩元。此外，由于其运动部件是机械臂，因此速度存在局限。实际上，其除草速度仅为每秒27.8株，在杂草茂盛的现场很难应用。

对此，研究团队果断引入了“喷墨打印机原理”。机器人在移动过程中，AI会计算药剂的落点，并仅向杂草中心部位进行精准喷射。此外，通过以8毫米间距排列的150个喷嘴，它每秒可清除多达4000株杂草。这一水平意味着以人步行的速度就能实现完美除草。目前该技术正在以田间大豆为对象进行实证，今后还计划将应用范围扩大到果树及其他作物。

一台顶6台割草机的除草机器人
研究团队的除草机器人无需人工监视即可运行，除草速度为每小时0.09h（约272坪），8小时可完成0.72h（2178坪）的除草作业。与1名工人使用割草机作业的面积相比，其每小时可完成2.5倍至3倍的作业量，按一天（8小时）计算则可达到4倍至6倍。并且，最近团队还在准备一种环保型除草机，不再通过机器人平台喷嘴喷洒除草剂，而是改为安装割草机。

不过，尽管技术上已经取得成功，距离商业化仍然还有课题需要解决。
金亨锡教授表示：“能够承受农民粗放使用环境的‘机械耐久性’目前仍处于需要进一步完善的阶段。”他接着说：“要实现商业化，就必须与企业对接。”并补充道：“需要通过开放式创新来改善产业体质，由政府推动与拥有创新技术的大学研究所及初创企业开展联合商业化。”