「市場資訊」鐳射清洗×智慧農業=？-今日必看

「市場資訊」鐳射清洗×智慧農業=？

來源：小飛人釋出時間：2023-09-12 15:51

我國是農業大國，近年來，跟著經濟水平的不斷晉升，農業領域科技立異日趨加快，機器人技術也逐漸應用在現代農業的各個場景中，推動農業向智慧化、數字化積極轉型是我國農業的基本方向之一。作為一個涉及到生物技術、數字技術、製造技術等跨學科的複雜領域，聰明農業擁有著廣袤的市場潛力。

新技術：鐳射除草機

在這之中，鐳射清洗在植物保護領域的除草這樣一個看起來並不起眼的細分領域，不僅有廣闊的市場空間，也有豐碩的工業立異解決方案：在農作物種植過程中，雜草是最重要的問題之一，我國受雜草危害的農田約有4300萬公頃。雜草會與農物爭奪水分、養分和光能，由於雜草根系發達，所以吸收土壤水分和養分的能力非常強；雜草的株高常高出作物，嚴峻影響了作物對光能的利用，能夠干擾並限制作物的生長。同時雜草是農作物病害和蟲害的中間宿主，輕易導致農作物生病，從而降低農作物產量。

鐳射除草機的泛起解決了現有的問題：它一般是由15-30臺150W功率的CO2鐳射器組成，連線到拖拉機的後部，透過人工智慧和鐳射技術搭載12個高解析度相機，基於作物和雜草計算機視覺模型實時掃描田地識別侵入性雜草，高功率鐳射器將每株雜草的分生組織進行破壞，從而達到除草的目的。該型別的鐳射裝置在2022年期間一小時除掉200，000根雜草，天天可以除草15-20英畝。

該型別的鐳射清洗產品合用於大型現代化自動農業平原地區，在200英畝以上到數萬英畝的種植面積裡使用鐳射技術可以節省高達80%的雜草治理本錢，使投入和回報收支平衡期縮短為兩到三年。在減少除草劑的使用、取代人工勞動力的同時可以日夜不間斷執行，而採用產業數控的方式使得該技術和其他鐳射清洗技術一樣，可以利便地整合到現有的農業基礎設施中，同時籠蓋更多的聰明農業應用，好比噴灑、施肥等相關的問題。

目前國外的主要裝置供應商是美國的鐳射清洗公司Carbon Robotics，主要核心技術在作物和雜草識別計算機視覺模型和計算機視覺溝槽模型的搭建上，目前該公司已連續三年訂單排滿。

新市場：海內暫時空缺

海內暫時還未有相關細分領域的鐳射清洗產品泛起。但這不意味著這種新型的鐳射清洗應用在海內沒有市場。恰恰相反，它和我國的農業形式和政策方向都十分吻合：我國耕作面積多山區丘陵，但海內三大平原東北平原、華北平原、長江中下游平原地形平坦，耕作面積大，糧食產量一直位居海內前列。而聰明農業實現機械自動化整合也是我國近年來的主要發展方向：

根據我國農業機械化管理司2022年8月份的發展統計公報顯示，截止至2021年底，以北斗、5G等資訊科技為支撐的智慧農機裝備進軍出產一線，加裝北斗衛星導航的拖拉機、聯合收割機超過60萬臺，植保無人機保有量97931架，同比增長39.22%。而平原地帶恰是農業自動化科技應用最為廣泛和成熟的地區，除此之外適合鐳射除草裝置的還有河套、關中、珠三角和成都等多個小平原，鐳射除草機的應用市場潛力巨大；

從目前來看，化學藥劑除草是應用最為廣泛的除草方式，但除草劑的汙染風險也較大。首先是對土地和環境的危害，好比噻吩磺隆、氯嘧磺隆在低溫、多雨、病蟲危害嚴峻，特別是PH值為6.5的酸性泥土中可造成嚴峻藥害，甚至可以使該地塊絕產。其次，使用除草劑可能會使農作物受到不良影響，跟著食物鏈的層層積累，人體中也不免會有除草劑的藥物殘留。除此之外，反覆使用相同型別的除草劑會使雜草泛起嚴峻抗性，也極大地降低了除草劑的除草效率。

根據機構統計，全球各國農業部門准許使用的除草劑高達 200 多種。雜草也在不斷進步其抗藥性，農夫則不斷增加除草劑應用量和施藥頻率，從每年的 3－4 次增加到 5－6 次已成普遍現象。僅我國的不完全統計顯示，除草劑使用量高達每年 10 萬噸，這的確給農業出產帶來了便利，但同時也對農田、林地、當地水源、大氣環境造成了嚴峻的、不可逆的汙染。除草劑對作物的食用安全，也造成了極大地隱患，在全球都在呼籲住手濫用除草劑、倡導食用有機農產品。

2022年2月，我國農業農村部會同七部分制定了《“十四五”全國農藥工業發展規劃》，再次明確指出我國農藥出產將向清潔化、低碳化、輪迴化發展。目前我國化肥和農藥使用量已連續5年實現負增長，用機械除草除蟲替換化學藥劑的市場需求每年穩步擴大；在大型農田的機械化除草市場中，暫時還未有成熟產品可以較大幅度替換化學藥劑。這恰是鐳射清洗的機會所在。

新挑戰：技術待晉升

當然，鐳射清洗應用在除草功課中目前也存在著相應的侷限性，主要體現在兩方面：

一類是三維視覺模型搭建的難題，鐳射除草機的行進速度為5英里/小時，所以在行進過程中透過高速攝像頭從種植作物中識別、定位出雜草，然後出鐳射進行清除，整個過程只有不到0.5秒的時間。這就使得除草過程對視覺識別的準確率和響應度要求很高，目前Carbon Robotics公司的識別模型只在對洋蔥、番茄等和雜草顏色、形狀差異較大的作物耕種中使用效果最好，而對形狀上與雜草較為類似的種植物農場上清洗效果就不夠理想。

另一方面是清洗的方式使得它只適合在耕作初期使用：由於是透過鐳射束照射在雜草根莖部位的分生組織上，透過熱能進行燒蝕破壞，所以當作物成長之後，鐳射束在清洗雜草的同時就有可能會穿過並損壞農作物的葉片。