Auf der Suche nach Innovationsträumen in der Praxis--Das studentische Forschungsteam der Anhui Normal University entwickelt einen Laser-Unkrautvernichter zur Unterstützung der landwirtschaftlichen Produktion

Vom 29. Oktober bis 2. November fand an der Xi'an Jiaotong University der 14. „Challenge Cup“ des Qin Chuangyuan China College Student Entrepreneurship Plan Competition statt, Anhui Normal University (im Folgenden als „An Normal University“ bezeichnet), Hochschule für Informatik und Information ... Das wissenschaftliche Forschungsprojekt des studentischen Forschungsteams „Grass Shadow Without a Trace“, „Grass Shadow Without a Trace--New Single-tailed Scorpion Laser Weeder“, gewann den Silberpreis. Zuvor gewann das Projekt die Goldmedaille beim 11. „Challenge Cup – Huaan Securities“-Wettbewerb für Studenten-Unternehmerpläne der Anhui-Universität und die Silbermedaille beim Innovationswettbewerb für Studenten der Anhui-Universität (2024).
Unkräuter stellen eine große Gefahr in der landwirtschaftlichen Produktion dar. Obwohl der Stand der landwirtschaftlichen Modernisierung in China erheblich verbessert wurde, beeinträchtigt das Problem des Unkrauts immer noch die landwirtschaftliche Produktion. Die Laser-Unkrautbekämpfungstechnologie hat den Vorteil, dass sie die Arbeitsintensität in der Landwirtschaft verringert, den Einsatz von Herbiziden usw. reduziert, die Marktaussichten sind breiter. Das Studentenforschungsteam der Universität „Grasschatten ohne Spuren“ hat fünf Jahre lang erfolgreich den kleinen Laser-Unkrautvernichter vom Labor auf das Feld gebracht, um eine effiziente Unkrautbekämpfung zu erreichen.
Yao Yancheng ist ein Doktorand der Informatik und Technologie an der Anshi-Universität, Jahrgang 2021. Im Mai 2019, als er sich im zweiten Jahr seines Grundstudiums zum Thema Internet der Dinge an der Anshi-Universität befand, richteten er und seine Klassenkameraden das „Gras“ ein „Shadow Without a Trace“ ist ein wissenschaftliches Forschungsteam, das sich der thematischen Untersuchung der Laser-Unkrautbekämpfungstechnologie widmet.
„Wir integrieren IoT, künstliche Intelligenz und Robotik, um kleine Laser-Unkrautbekämpfungsroboter zu entwickeln. Dadurch nutzen wir nicht nur das Fachwissen der Studenten voll aus, sondern trainieren auch ihre praktischen Fähigkeiten und ihr innovatives Denken.“ Zhao Chuanxin, der Ausbilder des Teams, sagte. Um eine interdisziplinäre Forschungsplattform aufzubauen, lud Zhao Chuanxin Experten und Wissenschaftler aus den Bereichen Agrarwissenschaften, Automatisierungstechnik und Robotiktechnik ein, um den Teammitgliedern professionelle Anleitung zu geben.
Im Juli 2022 entwickelte das Team erfolgreich die erste Generation des Laser-Unkrautvernichters und führte Feldforschungen in Anhui, Jiangxi und Jiangsu durch. Während des Forschungsprozesses stellten die Teammitglieder fest, dass die bestehende Laser-Entgitterungstechnologie Probleme aufweist, wie z. B. einen einzigen Winkel des Laserkopfs, große Abmessungen und die Unfähigkeit, den gesamten Entgitterungszyklus durchzuführen.
Zu diesem Zweck produzierte das Team im März 2023 erfolgreich einen hocheffizienten, flexiblen und kostengünstigen einschwänzigen Skorpion-Laser-Unkrautjäter, indem es das Trainingsset für Unkrautpflanzen erweiterte, die Technologie zur Planung des Unkrautarmpfads auf der Grundlage des Ameisenkolonie-Algorithmus verbesserte und den Unkrautjäter entwickelte Modell zum Überqueren von Hindernissen durch Hilfsräder und Entwicklung der durch binokulares Sehen verbesserten Erkennungs- und Lokalisierungstechnologie mit verschmolzener Silhouettenerkennung. Das Team positionierte es als Grundierung zur Laser-Unkrautbekämpfung der zweiten Generation.
Um die Anpassungsfähigkeit des Laser-Unkrautvernichters der ersten Generation der zweiten Generation in realen Umgebungen zu überprüfen, beschloss das Team, seinen ersten Feldtest auf einer Teebasis in Yuexi, Provinz Anhui, durchzuführen. Der Test ergab, dass die Unkrautbekämpfungsmaschine nur bei guten Wetterbedingungen stabil arbeiten kann und bei windigem Wetter Positionierungsfehler auftreten.
Teammitglied Liu Yuhang sagte: „Als Reaktion auf dieses Problem haben wir in der nachfolgenden Forschung und Entwicklung algorithmische Verbesserungen vorgenommen, einen Feedback-Mechanismus hinzugefügt und eine Bilddatenverbesserungsverarbeitung durchgeführt, um wichtigere Merkmalsgewichte zu bestimmen und die Genauigkeit der Modellerkennung zu verbessern.“
Im September 2023 löste die verbesserte Maschine in nachfolgenden Versuchen erfolgreich das Positionierungsfehlerproblem und das Team verkaufte die erste Einheit erfolgreich. Derzeit ist der Laser-Unkrautvernichter seit mehr als 1,{2}} Stunden stabil in Betrieb und wurde erfolgreich vom Labor auf das Feld gebracht.
Jan führte Zehntausende Modellschulungen durch, erhielt 11 Patente und Software-Urheberrechte, veröffentlichte sieben Artikel und veröffentlichte sieben Artikel.
Wie hat der Laser-Unkrautvernichter der zweiten Generation Veränderungen in der landwirtschaftlichen Produktion bewirkt? Teammitglieder führten einen Vergleichstest auf der Jiangshan-Plantage in der Gemeinde Gao Tai im Kreis Funan in der Provinz Anhui durch. Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu herkömmlichen Herbiziden der Nährstoffgehalt der Ernte mit dem Laser-Unkrautvernichter um fast 8 % gesteigert wurde, während die Rate von Unkrautjätungsfehlern reduziert wurde und der Ertrag von 10 Hektar Shanghai-Grün um 10 % stieg. Derzeit haben das Team „Grasschatten ohne Spur“ und sieben Unternehmen in der Provinz Anhui einen Dienstleistungsvertrag zur Unkrautbekämpfung und Produktbeschaffungsverträge im Gesamtwert von mehr als 1 Million Yuan unterzeichnet. Darüber hinaus hat das Team im Wesentlichen die erfolgreiche Transformation und Massenproduktion wissenschaftlicher Forschungsergebnisse durch die Zusammenarbeit mit Verarbeitungsfabriken realisiert.
„Ich hoffe, dass die Teammitglieder auch in Zukunft den Innovationsgeist weitertragen und das Gelernte in die Praxis umsetzen.“ sagte Zhao Chuanxin.