현장에서 혁신의 꿈을 쫓다--안후이 사범대학교 대학생 연구팀, 농업 생산을 돕기 위해 레이저 제초기 개발

10월 29일부터 11월 2일까지 시안교통대학교에서 제14회 '챌린지 컵' 진창원 중국 대학생 창업 기획 대회, 안후이 사범대학교(이하 '사범대학교') 컴퓨터정보대학 ... 대학생 연구팀의 과학 연구 프로젝트 "흔적 없는 풀 그림자", "흔적 없는 풀 그림자--새로운 단일 꼬리 전갈 레이저 위더'가 은상을 수상했다. 이전에 이 프로젝트는 제11회 '챌린지 컵 - 화안증권' 안후이대학교 학생 창업 계획 대회에서 금메달을, 안후이대학교 학생 혁신 대회(2024)에서 은메달을 획득한 바 있습니다.
잡초는 농업 생산에 있어 주요한 위험 요소입니다. 중국의 농업 현대화 수준이 크게 향상되었음에도 불구하고 잡초 문제는 여전히 농업 생산을 괴롭히고 있습니다. 레이저 제초 기술은 농업 노동 강도를 줄이고 제초제 사용을 줄이는 등의 장점이 있어 시장 전망이 더 넓습니다. "흔적 없는 잔디 그림자" 대학생 연구팀은 5년간 지속되어 소형 레이저 제초기를 실험실에서 현장으로 성공적으로 밀어 효율적인 잡초 제어를 달성했습니다.
Yao Yancheng은 안시 대학교 컴퓨터 과학 기술 대학원생입니다. 2021학년도입니다. 2019년 5월 안시 대학교에서 사물 인터넷 학부 2학년이던 때, 그와 그의 급우들은 "Grass"를 설립했습니다. 흔적 없는 그림자' 과학 연구팀은 레이저 제초 기술에 대한 주제별 연구를 전담하고 있습니다.
"우리는 IoT, 인공지능, 로봇공학을 통합하여 소형 레이저 제초 로봇을 개발합니다. 이를 통해 학생들의 전문 지식을 최대한 활용할 뿐만 아니라 실무 능력과 혁신적인 사고도 발휘할 수 있습니다." 팀 강사 Zhao Chuanxin은 이렇게 말했습니다. 학제간 연구 플랫폼을 구축하기 위해 Zhao Chuanxin은 농업과학, 자동화 기술, 로봇공학 분야의 전문가와 학자들을 초청하여 팀원들에게 전문적인 지도를 제공했습니다.
2022년 7월, 팀은 1세대 레이저 제초기를 성공적으로 개발하고 안후이, 장시, 장쑤에서 현장 연구를 수행했습니다. 연구진은 연구 과정에서 기존 레이저 제초 기술에는 레이저 헤드의 단일 각도, 대형 크기, 전주기 제초 불가능 등의 문제점이 있다는 사실을 발견했습니다.
이를 위해 팀은 잡초 작물 훈련 세트 확장, 개미 군체 알고리즘 기반 제초 팔 경로 계획 기술 개선, 보조바퀴 장애물 통과 모델, 융합된 실루엣 감지를 통한 양안시 강화 인식 및 측위 기술 개발. 연구팀은 이를 2세대 레이저 제초기 프라이머로 포지셔닝했다.
2세대 레이저 제초기 1세대 제품의 실제 환경 적응성을 검증하기 위해 연구팀은 안후이성 위에시(Yuexi)에 있는 차 기지에서 첫 번째 현장 테스트를 진행하기로 결정했다. 테스트 결과, 제초기는 좋은 기상 조건에서만 안정적으로 작동할 수 있으며, 바람이 부는 날씨에 직면하면 기계의 위치 오류가 발생하는 것으로 나타났습니다.
팀원 Liu Yuhang은 "이 문제에 대응하여 후속 연구 개발에서 알고리즘을 개선하고 피드백 메커니즘을 추가했으며 이미지 데이터 향상 처리를 수행하여 더 중요한 특징 가중치를 결정하고 모델 인식의 정확도를 향상시켰습니다."라고 말했습니다.
2023년 9월, 개선된 기계는 후속 시도에서 위치 오류 문제를 성공적으로 해결했으며 팀은 첫 번째 장치를 성공적으로 판매했습니다. 현재 레이저 제초기는 1,{2}}시간 이상 안정적으로 작동되었으며 실험실에서 현장으로 성공적으로 이전되었습니다.
'흔적 없는 풀그림자' 대학 연구팀의 주장이자 2022년 안시대학교 사물인터넷 공학 전공 학생인 Yan Xingxing은 "5년 동안 우리는 8개의 농업 기업을 방문했고, 32개의 농민 가정을 방문했습니다. 수만 건의 모델 훈련을 수행하고 11개의 특허와 소프트웨어 저작권을 획득했으며 7개의 논문을 발표했습니다."
2세대 레이저 제초기는 농업 생산에 어떤 변화를 가져왔나요? 팀원들은 안후이성 푸난현 가오타이향의 장산 농장에서 비교 테스트를 실시했습니다. 결과에 따르면 레이저 제초기를 사용하면 전통적인 제초제에 비해 작물의 영양분 함량이 거의 8% 증가한 동시에 제초 사고율이 감소하고 10에이커의 상하이 그린 수확량이 10% 증가한 것으로 나타났습니다. 현재 '흔적 없는 풀그림자' 팀과 안후이성 7개 기업이 잡초 제거 서비스 계약 및 제품 조달 계약을 체결했으며 총 금액은 100만 위안이 넘습니다. 또한 팀은 기본적으로 가공 공장과 협력하여 과학 연구 결과의 성공적인 변환 및 대량 생산을 실현했습니다.
"앞으로도 팀원들이 계속해서 혁신의 정신을 이어가고 배운 내용을 실제 업무에 적용하기를 바랍니다." Zhao Chuanxin이 말했습니다.