通讯员 王翔宇
近年来，我国新型农业社会化服务组织机制日臻完善，无人机农药喷洒在田间渐趋普及，然而在大棚这一特殊且高度有限的种植空间内，高效打药工具却依旧匮乏。“我外婆每次打农药，都得背着沉重的农药喷壶，戴着厚口罩，弯着腰，那场景让人心酸。” 队员周宇航回忆起在农村外婆家的所见所闻，满是感慨，“而且靠近大棚时，在外面就能闻到刺鼻气味。”
作为农业大国，大棚农药喷洒难题亟待解决，这关系到广大农民的切身利益和农业的可持续发展。
我校汽车与交通工程学院本科生团队，在雷霆霆、何一鸣老师的悉心指导下，围绕这一难题展开攻坚。历时两年精心打磨，团队自制的 “禹智” 自适应智能喷洒车脱颖而出，荣获全国三维数字化创新设计大赛第 16 届精英联赛一等奖。
在无人的大棚里，智能喷洒小车如灵动的精灵在田间自如穿梭，自动行驶、精准定位、高效喷洒农药后再自动返回，实现了农药喷洒的无人化与智能化，让农民与农药实现 “零接触”。这一科技创新成果为三农事业注入新动力，新型大棚农药喷洒模式正从理想照进现实。
从 “形” 到 “神”：传承创新的接力赛
汽车与交通工程学院 21 级学生王力，生于农村、长于农村。目睹农村农药喷洒的诸多问题后，自主设计农药喷洒小车的念头在他心中萌生。2022 年 10 月，他毅然报名参加全国 3D 大赛。
“起初我就是个‘门外汉’，大部分知识都靠自学。” 王力回忆道。凭借对 3D 建模软件的钻研，他边学边干，历经半年，带领第一代队员完成了初代产品设计，并在 2023 年 3D 大赛中荣获全国二等奖。
“第一代小车仅侧重于机械设计，需人工干预，离人与药‘零接触’的目标尚有差距。” 王力深知，仅机械部分的设计难以让作品出众。进入大三，升学压力扑面而来，王力和队友们难以全身心投入完善作品，他们期待有后来者接力。
恰在此时，22 级洪钒峰等同学对该项目兴趣浓厚，双方 “一拍即合”，洪钒峰带领的二代团队就此踏上新征程。“前辈们为项目倾尽心血，我们绝不能辜负他们的期望！” 洪钒峰话语中满是坚定，“我们经常向第一代队员请教，他们给予了我们莫大的帮助。”
若说一代团队赋予了小车雏形之 “形”，那么二代团队则为其注入了 “灵魂”。二代团队聚焦小车 “智能化”，在初代作品基础上，提出将深度学习和路径自适应规划融入其中，实现自动驾驶、自主打药功能。“小车围绕智慧农业展开，以智能化、自适应和交互性为创新亮点，极具现实意义。” 评委老师在答辩结束后的点评，是对团队努力的认可。
“优秀的机械设计与智能化元素相结合，才能更好地解决实际问题。正是两代队员的不懈努力，才铸就了一等奖的佳绩。” 洪钒峰分析道。
智能化创新：为农机产品打造智慧大脑
“纸上谈兵、脱离实际的机械设计毫无价值，设计时必须充分考量其工作环境，有的放矢，才能打造出合格产品。” 王力如是说。
“小车一旦投入田间作业，诸多问题便接踵而至。比如小车重量，若过重且车轮设计不合理，极易陷入土壤，导致无法正常行驶。” 王力详细介绍了小车实际运行中的难题。
事实上，农业机械相较普通机械，要求更为苛刻，这是行业共识。农田环境复杂多变，土地硬度不均、土壤湿度不一等状况，都可能成为农业机械设备的 “拦路虎”。因此，小车设计需兼顾防土、防水和整车重量等问题，这对结构设计和材料选择提出了更高标准。
“为解决这些问题，我们专门研读了农业机械方面的期刊，学习‘接地比压’‘犁底层’等专业知识。” 王力解释道。最终，团队采用三角履带结构，并在装配过程中于缝隙涂抹防水硅胶等针对性设计，使小车能更好地适应复杂工作环境。
“我们的小车可‘聪明’了，它能通过机械臂上的广角摄像头‘认路’，利用大模型算法定位待喷洒作物，经决策层自主决策，精准控制喷头喷洒定量农药。” 洪钒峰指着仿真软件中在虚拟大棚里顺畅行驶的小车，满脸自豪。
团队中的车辆工程专业同学，将专业课所学深度学习知识运用到小车路径规划中，“深度学习算法如同为小车安装了一个强大‘大脑’，使其在感知周边环境后，通过算法以特定决策方法规划路径。” 他进一步阐释。
“别看小车现在运行得这么顺利，调试过程可充满坎坷。” 负责路径规划的队员王志坚笑着说。“有次仿真时，无论怎么调整参数，小车行驶路径都不理想，就像‘失明’了一样。” 搭档刘俊宏回忆道。
“是方法错了？还是参数不对？” 他们尝试了各种调试方法，工作至深夜仍未解决。“如果仿真都无法达到预期，意味着小车设计可行性无法验证，会严重拖慢进度。当时真的又疲惫又沮丧。” 两位队员描述着当时的心境。
第二天一早，他们带着问题和思考向指导老师雷霆霆、何一鸣请教。两位老师认真倾听讲解、现场观看演示后，敏锐地发现小车传感器参数异常，这可能导致小车无法准确感知周围环境。按照老师的提示，两位同学立刻返回实验室重新调整参数，小车终于 “重见光明”。
团队传承：丰硕成果与璀璨未来
两代团队在完成小车设计的同时，收获颇丰。团队获授权 1 项软件著作权，发表 1 篇期刊论文，目前正积极申请专利和创新创业项目。
“小车虽已具雏形，但距产品真正落地还有距离。” 洪钒峰表示，小车仍有优化空间，比如可将深度学习替换为更新的决策方法，进一步提升小车对复杂环境的适应能力。
他强调，此次获奖是小车发展的新起点，明年将邀请更多新同学参与项目，持续完善，让其早日服务三农事业。
指导老师雷霆霆评价道：“此次团队获奖，得益于出色创意和紧密协作能力。希望他们保持创新精神、锤炼实践能力，将所学知识技能用于实际，为国家和社会做出更大贡献。”
