本报讯 通讯员张鹏报道：7月正值新疆棉花打顶作业关键期。在阜康市九运街镇的棉田里，一款身形矫健的“钢铁农夫”正忙着为棉花精准“摘帽”。这是由新疆大学周建平教授团队自主研发的棉花激光打顶机器人，也是全球首款棉花激光打顶机器人。
棉花打顶旨在去除顶端优势，使养分集中供给侧枝棉桃，以促进多结铃、结大铃，是决定棉花产量的核心环节。长期以来，人工打顶劳动强度大、效率低；化学打顶存在药物残留与土壤污染风险；机械打顶则易损伤棉株。打顶环节，始终是棉花全程机械化链条中最难突破的瓶颈。新疆大学卓越工程师学院（工程训练中心）双创教育办公室主任彭炫说：“该机器人采用455纳米波长的蓝光激光，功率200瓦。利用植物对该波段激光的高吸收率，通过150毫秒的短时灼烧使顶芽失活，从而达到抑制顶端生长的效果。”
对于种植户而言，打顶成本与效果直接关系植棉收益。阜康市九运街镇种植户王兴全算了一笔账：“人工打顶每亩成本65元，6000亩地光人工费就要近40万元；化学打顶对技术要求高，操作不当容易出现烧顶、落桃、封顶不彻底等问题。激光打顶机器人则可将成本直接降低一半。目前人工打顶合格率在85%至90%之间，机器人作业精度已能对标人工标准，低成本、高效率的优势让我们愿意主动尝试。”
据悉，该激光打顶机器人针对新疆“一膜六行”特色种植模式量身打造，核心技术突破在于攻克了“移动平台击打移动目标”的行业难题。此次在阜康市开展试验的第三代机型，针对复杂田间环境进行了多维度技术升级，作业稳定性与识别精度均有显著提升。
彭炫表示，新一代机器人升级为履带式底盘，动力更充沛，行走更平稳，能够适应土质复杂、高低起伏的棉田环境；智能识别算法完成迭代更新，顶芽识别准确率与空间定位精度明显提高；同时，算力主板升级使数据运算速度加快，整体作业效率提升约20%。
由于机器人行进中产生的气流会带动棉株晃动，加之棉株顶尖高度不一，要实现精准打顶极为困难。科研团队用“移动的枪打移动的靶”来形容攻关难度。通过机器视觉与激光控制深度融合，机器人实现了毫秒级追踪、毫米级定位，为从根源上解决传统打顶漏打、误打、伤苗的痛点提供了技术支撑。
彭炫进一步解释：“双目相机识别棉花顶芽的空间坐标后，将数据传回激光控制系统，系统自动调整激光输出角度，实现了对不同高度植株的精准打顶。”
作为一种非接触式绿色作业方式，激光打顶既避免了化学药剂带来的环境污染与残留风险，也大幅降低了机械接触对棉株的损伤。此次选择在阜康市开展田间试验，主要看中当地气候与种植条件的适配性，有利于拉长试验周期、充分验证设备性能，为后续技术优化积累真实田间数据。
经前期田间测试，该机器人顶芽识别准确率达98.9%，伤苗率低于3%，打顶合格率达到82%以上，各项核心指标仍有较大迭代提升空间。全部功能实现后，作业效率可达每小时6亩至8亩，为人工作业的10倍以上。目前，该设备仍处于试验优化阶段，科研团队将围绕自主导航、成本控制等方向持续升级。
彭炫透露，下一步将增加棉花的冠下视觉导航技术，使机器人能够全程自主稳定运行；同时研发复合激光打顶技术，通过多波段激光组合，进一步降低成本、提高效率。团队还将与企业深度合作，加速科技成果落地转化。