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天眼聚焦 | 贵州高职学生“逐梦智匠”给刺梨基地安灭虫“千里眼”

发布时间: 2024-01-19  被阅览数: 120  次 来源:中泰兴盛
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原标题:天眼聚焦 | 贵州高职学生“逐梦智匠”给刺梨基地安灭虫“千里眼”

为加速技术创新,贵州电子科技职业学院逐梦智匠团队多次召开技术交流研讨会,集众人智慧、汇多方资源,持续提升除虫设备性能;

修改项目计划书,整理团队在平坝区马场镇场边村开展的调查研究和场地试点情况,全力备战清镇市首届大学生科技创新创业大赛决赛;

与多家刺梨种植户开展合作,商讨在2024年种植季进行设备实验事宜,继续利用生物特性多元素诱虫,突破传统诱虫局限性。

召开技术研讨会

12月下旬以来,贵州电子科技职业学院逐梦智匠学生创新团队成员忙得不可开交,多措并举打磨项目,不断完善设备,助力山地智慧农业发展。

双创的步伐不止于此。近日,团队打造的《山地虫情监测视觉识别诱杀设备》项目,入选团省委2023年“创在乡土·贵州省青年大学生创业帮扶计划”。

聚焦刺梨产业病虫害防治

如何让更多学生获得技能提升的机会,走好技能成才、技能报国之路,是贵州电子科技职院智能制造系教师梁勇一直思考的问题。结合多年实践经验,梁勇决定转换赛道,带领学生参加各类创新创业大赛,培养学生综合能力。

2021年9月,针对智能制造专业群教学内容、方法与高端装备产业需求不适应、协同育人路径不畅等问题,智能制造系依托智能制造应用黔匠工坊平台,组建“逐梦智匠学生工作站”。在日常学习中,系部挑选高年级优秀学生做“导生”,在读期间,高年级学生将掌握的技能专长教给低年级学生,做好传帮带。

团队在研发产品

逐梦智匠学生创新团队负责人赵祥龙表示,团队的每届成员都不断发掘自己的潜能,努力为集体增光添彩。在老师指导下,团队研发了山地土壤检测分析仪。

山地虫情监测视觉识别诱杀设备,最初源于此。“山地土壤检测分析仪和虫情监测系统在技术应用上有许多共通之处,随着越来越多学生踊跃参加双创大赛,我们针对贵州刺梨产业危害最大的梨小实心虫开展靶向识别诱杀,助力贵州刺梨产业发展。”指导老师梁勇说。

世界刺梨看中国,中国刺梨看贵州。刺梨是贵州省12个农业特色优势产业之一,全省刺梨的种植面积稳定在200万亩以上,种植、产量、加工、销售规模均位居全国第一。在刺梨生长过程中,最常见的虫害要数梨小食心虫。

测试设备

“梨小食心虫对刺梨产业的健康发展影响较大。传统的灯诱、食诱的引诱效率低,而喷洒化学农药会导致农药滥用。人工根据经验推测,也往往不够准确,这些常用的传统治虫方法总是慢虫一步,更多的是被动防治。”赵祥龙说。

病虫害防治是保障刺梨产量和质量的重要基础。针对刺梨除虫行业存在的痛点问题,10余名成员依托梨小食心虫的习性,对物理诱杀进行科技攻关。

历时两年,逐梦智匠学生创新团队立足刺梨产业发展需求,研发出适用于贵州山地特色农业的AI智能除虫设备,获1项发明专利和3项实用新型专利。

梁勇表示,设备在利用声光电等手段诱虫的同时能驱赶益虫、消灭除虫,并及时为用户提供实时虫情监测信息,绿色环保且可持续性发展。

视觉识别技术精准诱杀害虫

针对识别精度不高的难题,团队研发了3D深度相机;聚焦设备杀虫时耗电快、易损坏问题,团队采用监控智能放电、可更换双层电网;围绕高频音波阈值设置不准难题,团队采用光谱、声波、气味诱虫系统组合的方法应对……

团队成员在焊接设备

2021年10月4日立项以来,贵州电子科技职院逐梦智匠学生创新团队将科研项目分为两期进行,逐个攻克其中的关键技术。从产品研发到落地,逐梦智匠学生创新团队走访村落21个、开会研讨59次,不断朝产业化方向迈进。

在刺梨基地里,设备主要通过三色光源可调节灯带、超声波发生器、信息素雾化器等方式靶向引诱虫类,由视觉设备获取实景,记录虫子的种类和数量,相关图像数据通过网络上传云端。云上AI和服务器识别设备根据图像中的数据分辨属于益虫还是害虫,并做出驱赶益虫、消灭害虫等动作。

“吸附网中的害虫比例达70%左右时,设备会启动高压对害虫进行击杀。如果大部分都是益虫或者其他无害的虫,则启动风控系统对无害虫类进行驱赶,减少误杀率。”赵祥龙说。

实地了解作物情况和虫情

视觉识别是其中的关键技术。梁勇表示,受天气、物体遮挡、光照、虫体生长期、虫子飞行姿态等因素影响,视觉识别系统对梨小食心虫等害虫的识别结果有较大的差异,想要提高正确率需通过大量的实景采集,做好数据库建设。

3D深度相机是视觉识别的核心设备。为能够有效地识别昆虫并拍摄高清照片,逐梦智匠学生创新团队多次前往市场,研究现有的视觉识别设备的优缺点。经过不断完善与改进,2023年2月,团队研发出自己的3D深度相机。

目前,山地虫情监测视觉识别诱杀设备共有2个系列,单台设备的有效监测半径为100-200米。为方便农户远程监测,今年7月份,团队上线了小程序。

梁勇表示,识别设备可长期记录害虫种类、数量、活动周期等信息。当监测到虫情异常时,可向用户发出示警,提前做好应对举措,减少经济损失。

测试设备

2021年10月样机校内设计、2022年6月样机校外验证算法、2022年8月设备落地试点、2023年3月提升稳定性实现虫情预警……在众人努力下,设备的性能指标、技术指标、稳定性、可靠性逐步提升,守护村民“致富果”。

提升诱杀设备性能落地转化

截至目前,设备已在安顺平坝、贵阳贵安等地的刺梨基地进行了试用,获得好评。2023年4月,团队投放了两台设备。“我们一共放置了七天,去清理时发现存储箱装满了,这完全超出了我们和农户的预期。”赵祥龙说。

为深入了解市场情况和收集用户反馈,团队成员发放1250份问卷,其中有效回收938份。统计结果显示,96%的客户认为设备操作简单,与同类型产品相比,杀虫更精准、效率更高、价格更便宜、使用更方便,且对环境污染小。

此外,逐梦智匠学生创新团队已和贵州平易泰科技有限公司等企业达成合作,并与贵州省山地农业机械研究所、部分村落的合作社完成了设备的场地试点。

开展产品宣传

2022年7月,贵州省山地农业机械研究所表示,山地虫情监测视觉识别诱杀设备,在贵州山地智慧刺梨培养控制系统项目中完成了梨小食心虫监测、除害环节的任务,设备运行正常,为智慧刺梨栽培控制系统的研发奠定了坚实基础。

我国粮食生产每年都因病虫害造成不同程度的损失,对此,我国出台相应的病虫害防治方案,多措并举打好“虫口夺粮”保卫战。“目前,设备主要针对刺梨的病虫害,并以梨小食心虫为示范,掌握好它喜欢光的颜色、声波的频率、食品的味道等习性并验证成功后,扩大除虫的种类就有迹可循。”梁勇说。

立项以来,为助推逐梦智匠学生创新团队科研成果转化,贵州电子科技职院提供场地、政策 、技术、人员等多方面支持。目前,团队共获得启动研发资金100万元,其中,合作企业投资50万、黔匠工坊30万、团队筹集20万。

研讨设备营销方案

根据设备的适用范围,团队将目标客户锁定为个体农户、合作社、种植公司、植物研究机构和林场。“当前,团队成员的主要工作是研发,产品还没有正式进行商业应用。未来,我们将成立科技公司,实行代加工模式。”赵祥龙说。

梁勇表示,将科技成果推向市场前,还需进一步提升设备的性能。这是一项系统性工程,涉及生物学、物联网、自动控制等多个交叉学科融合。

到2025年,建立数字化孪生山地农作物智慧栽培平台、精简型生产线、扩大产品市场普及率、出货量超2000件,逐梦智匠学生创新团队的蓝图已绘制。

贵州日报天眼新闻记者 潘晓飞

编辑 张凌

二审 袁航

三审 岳振返回搜狐,查看更多

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