我国造出“沙漠终结者”，科学家：效率提高100倍

蔡声荣

来百度APP畅享高清图片随着社会的日新月异发展，土地荒漠化这一顽疾开始肆虐，像一只贪婪的鬼爪，抓住不少地区，将它们拖入经济落后、贫困人口集结的深渊。这只鬼爪，无情且残酷，甚至进一步侵蚀了社会的肌体，引发了一系列严重的社会和安全问题。

于是，如何巧妙地修复荒芜的土地，如何解决这只鬼爪带来的恶果，成了我们面前的一道紧急课题。
在此背景之下，越来越多的治沙人挺身而出，他们勇敢地踏入荒无人烟的沙漠，希望以自己的力量，尽可能地改善土地的荒漠化。

植树挖坑机器人

遗憾的是，植树的窗口期总是非常短暂，尤其是对于那些严重荒漠化的地区，每年只有春天可以选择种植树木。而且，这些地区的工作环境异常艰苦，导致人工种植的效率非常低。
就以挖掘树坑这个步骤来说，一个人完成一个树坑的挖掘通常需要25分钟左右。即使采取机械化的种植方法，仍然需要人工监督，无法实现无人值守的24小时连续工作。
因此，对于广袤的沙漠来说，传统的种植方式不仅耗费大量时间和人力，对于环境改善来说也是微不足道的，犹如杯水车薪。

为了切实提高荒漠整治效率，从根本上解决问题，华东师范大学的张新宇教授带领他的团队投身到“植树机器人”的研究中。
经过四年的潜心研究，终于在2019年，他们成功研制出了一台名为“东方青帝”的植树挖坑机器人。
这个机器人身高约半人，携带着一个巨大的螺旋钻头，它的出现极大地减少了传统大型挖掘机对荒漠地区脆弱地表土壤的破坏。

而且，它还搭载了全新的散热系统和安全防护系统，这使得“东方青帝”能够出色地适应恶劣的荒漠环境。
同时，科研人员还为其配备了柔性的太阳能电池板和追日控制系统，使其能够自主调节面对太阳光线的角度，从而保证长时间工作的电量。
相比使用笨重的拖拉机牵引，它的成本更低，易于生产和组装，更方便大规模部署。这对于荒漠治理来说，无疑是一个巨大的福音。

除了其显而易见的优点，这个机器人还有一个更强大的优势，那就是可以实现种植的无人化、规模化，以及全天候的作业。
听到这里，许多人可能会感叹这个机器人的强大能力，但在这背后，研究人员所面临的困难却是非常巨大的。
那么，问题来了，制造一个机器人到底会遇到什么困难呢？

制造难点

的确，以我们现在的技术，制造出一个这样的机器人并不是真正的挑战。然而，这个机器人的制造难点并不在于机器本身，而在于如何确保这一机器人能够实现无人化的全天候工作。
荒漠地区的地形极其复杂，相信去过沙漠的人都知道这一点。在广阔无垠的荒漠之上，四处可以看到飞沙走石和纵横交错的沟壑。因此，对于植树机器人来说，如何有效地识别障碍，无疑是一个巨大的挑战。
如果不能及时识别障碍并根据路况调整行进路线，不仅会机器本身造成损坏，还会降低整体的植树效率。因此，如何解决这些技术问题，才是制造植树机器人的真正难点。

为了解决这个问题，张新宇和他的团队经过长时间的讨论后，决定设计一套视觉分析系统，能够自动识别障碍并完成避障，例如识别到沙丘和沟壑能够绕行避开。
这个想法听起来很好，但实现起来却不是一件容易的事情。因为要做到这一点，需要运用大量AI技术，这让张新宇的团队一度感到困惑。
然而，这些困难并没有令张新宇退缩。带着“逢山开路、遇河架桥”的决心，他最终在CANN技术团队的大力支持下，通过Atlas200Al加速模块，成功实现了整个Al视觉识别系统。

Atlas200提供的算力高达22TOPS，能效比出色，通过深度软硬件协同优化，充分释放其澎湃的硬件算力，让AI计算更加高效。
在AI的加持下，“东方青帝”植树机器人如同一具拥有“最强大脑”的机器，能够通过海量的卫星数据，对地形进行快速分析，自动识别出适合种植的区域，并预测出合理的障碍规避路线。

同时，通过高速摄影相机，还可以实时捕捉前方的物体画面，从而快速地对局部地区进行检测和识别。
根据张新宇教授的介绍：

配合标准化的免灌溉育苗种植装置，利用智能监控平台，植树机器人可以将种植的效率提高到100倍以上，并将成活率提高至95%以上。甚至可以实现24小时不间断的造林，而在植被的生长阶段，还可以通过云端进行远程管理、监控和大数据分析，从而实现及时精准定位和定期观测。

那么，为什么我们要如此大力度的地对荒漠进行治理呢？事实上，荒漠治理不仅有助于保护生态环境，还有助于减缓气候变化、提高农业生产效率，以及改善人类居住环境。通过植树造林，我们可以创造更多的绿色空间，让大自然恢复其原本的生机与活力。

为什么要治理荒漠

首先，我们必须要防止生态环境的破坏。土地荒漠化是指土地变得贫瘠、干旱，导致植被覆盖减少或消失，以及土壤质量下降等现象。一旦出现这种情况，生态系统将会遭到破坏，严重影响土地的生产力和可持续利用。
其次，我们要保障粮食安全。土地荒漠化是造成农田退化、农业生产下降的主要原因之一。荒漠化地区的土地十分贫瘠，给农业生产和粮食产量带来了严重的影响。因此，我们必须要采取措施，防止土地荒漠化的进一步扩大，以确保粮食的安全生产。

然后，缓解水资源危机也是重要的一点。土地的荒漠化会导致土壤的固水性能下降，使雨水无法有效渗透和储存。这会对地下水资源的存储产生严重的影响。
最后，减轻自然灾害风险也是不可或缺的。土地的荒漠化会使得土壤结构松散，表面的覆盖物不断减少，从而加剧土壤的风蚀和水蚀。这会引发诸如沙尘暴和泥石流等自然灾害。

除了这些，有效治理土地荒漠化还可以维护社会稳定以及经济可持续发展。土地的荒漠化会导致土地资源的丧失和退化，这会直接影响到农民的生计和当地经济的可持续发展。
因此，我们才会如此大力度地投入对土地荒漠化的治理中。我们希望通过治理荒漠化，让更多的土地恢复生机，为人们带来更多的福祉和利益。

为了有效治理荒漠，我们采取了多种措施，例如建造草方格、养殖牲畜等。但是，最有效的方法无疑是植树造林。这就是我们研发“植树机器人”的原因。
那么，有人可能会疑惑，植树造林到底能起到多大的作用呢？

植树造林的好处

第一个作用是抵御风沙、防止沙漠扩张。我们都知道树木具有防风固沙的作用。当大风经过树林时，树木会阻挡风速，使其降低20%到30%，从而有效地抵御风沙。同时，大量种植树木可以固定松散的沙粒，阻止沙漠不断扩张。

第二个作用是保护生态、美化环境。树木能够控制水土流失，增加土壤蓄水能力，从而有效改善生态环境，减轻洪涝灾害的损失。同时，树木能够吸收二氧化碳并释放氧气，为地球增添生机，起到美化环境的作用。这些作用都非常重要，能帮助我们创造一个更加美丽和宜居的环境。

第三个作用是净化空气、降低噪音。树木在生长过程中会分泌出一种杀菌素，可以有效地杀死空气中的各种病菌。这就是为什么在树木较多的的地方，人们会感到空气清新的原因。
根据相关数据的统计，一亩树林在一年的时间里能够吸收2到6万千克的灰尘，每天能够吸收67千克的二氧化碳并释放出48千克的氧气。同时，成片树林可以降低5到40分贝的噪音。

最后一个作用是产生经济效益。植树造林可以为当地群众创造大量就业机会，同时提供水果、药材、茶叶和橡胶等产物。此外，植树造林还能为沙漠中的公路提供很好的保护作用，比如我们通过植树保护塔里木公路，为石油的开采和运输提供了巨大的便利。

由此我们可以深刻认识到，治理土地荒漠化是一项刻不容缓的任务。然而，要有效地治理荒漠，需要花费大量的时间进行不断探索。
然而，随着“植树机器人”的出现，大规模植树造林的计划变得更加高效和便捷。相信在不远的未来，将有更多的科研人员投入到对荒漠的治理中，他们将用自己的技术和知识创造更多有用的设备，以及更加先进的技术，将所有的荒漠变成绿洲。这个愿景不仅是我们对未来的美好期待，也是我们为了保护地球环境所做出的不懈努力。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0ptZX0R8
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