金牛策略 一束激光点亮农田！大学生团队硬核“智慧”调光，亩产增 22%
夜幕降临，在位于上海市崇明区横沙乡红旗村的试验大棚中，一排排“裕光一号”设备悄然亮起。它们通过采集环境信息与农作物生长图像，结合不同生长阶段的需求，动态调整光照强度和红蓝光比例，让每一束光精准匹配作物的光代谢规律。
这项技术来自上海理工大学“光驭未来——全环境智慧农业激光光源引领者”学生团队。根据团队在草莓基地的应用数据，相较于原有LED补光设备，这一“激光智慧光源”使草莓亩产提升约22%，从实验室里的光学研究，到扎根田间的农业应用，这群青年正尝试用一束光回应农业生产的真实需求。
今年6月，这一项目在第十五届“挑战杯”上海市大学生创业计划竞赛中荣获特等奖。10月，在中国国际大学生创新大赛上，这一创新团队凭借这一技术获得了上海赛区本科生创业组金奖。
上理工老师指导学生在做实验。
【让光照“懂”作物：从补得上到调得准】
众所周知，看似一束相同的白光，不同地区白光中的光谱成分却大不相同。“这也解释了为何有的农作物在北方长得更好，有的则在南方长得更好。” 团队指导老师隋国荣进一步解释，农业生产需要的照明并不是简单的越亮越好，在不同的生长阶段，农作物需要不同的光照强度以及不同的光谱组合。“比如，生菜在育苗时期，需要的红蓝光比例为5：1，而到了成熟时期，需要的红蓝光比例却是9：1。”
传统LED补光设备长期受困于三大痛点：一是光质调控难，光谱范围窄，无法精准适配作物育种、育苗、育果全周期的光质需求；二是能效低且材料易损毁，电流增大易致局部发热过载，光效骤降甚至击穿烧毁；三是传统的LED补光仅能覆盖设施大棚顶部，梯田、丘陵等复杂地形难适配，室外等多元种植场景难以应用。
上理工团队的同学在菜地里调试激光光源。
如何让光照更高效、精准地服务作物全周期光代谢？团队将突破口锁定在激光光源上——与传统LED的面发光、低亮度、光谱固定不同，激光二极管具有高亮度、高光通量密度的天然优势，团队采用激光驱动荧光材料的技术路线，兼顾高光效与光谱精准调控。
其自主研发的“裕光一号”，采用激光二极管激发的技术方案，通过创新设计的反射式双光路光学结构，实现高效光回收与精准光束调控，兼顾远距离强光照明和近距离均匀补光。针对材料易损毁的痛点，团队研发新型复相荧光材料，改进焊接封装与散热工艺，使材料在高功率激光持续激发下稳定工作，光电转换效率从13%提升至72%，整体光效较传统LED提升40%以上。
有了高效可控的光源，还需要让光照随着农作物的光代谢周期“自动变化”。团队将人工智能引入农业光环境调控，构建集多模态环境感知、作物生长分析与动态光照调节于一体的智能系统。系统通过传感设备与图像采集模块记录作物状态，借助算法判断其生长阶段和光照需求，再由控制平台动态调整光照参数。目前，团队已积累超过3万张作物生长图像样本，为光环境模型的持续优化提供数据支撑。
同学们根据蔬菜的生长情况调整好光源的波长，对光源进行特殊波长的补光实验。
【跨学科协作：让技术从实验台到田埂】
这套系统的研发，始于一个来自农业生产的实际问题：当阴雨、低温或自然光照不足影响作物生长时，能否利用光电技术为农业提供更有效的解决方案？团队深入农科院和种植基地调研，叶片成分对照结果让他们认识到，光照影响的不仅是作物外观，更与内在品质密切相关。
回应这些需求，需要不同学科的知识共同参与。于是，这支跨学科的科研队伍逐渐集结，成员来自光电学院、健康科学与工程学院、出版学院等，专业涵盖光学、人工智能、食品科学、生物医学工程等领域。
真实的产业需求，让部分成员从大二起便进入学院开放实验室，从基础光学器件测试做起，逐步参与激光照明核心研发。在负责人曾千彧的带领下，成员们结合各自专长，分别承担作物光代谢周期研究、智能决策模型搭建、新型荧光材料研发、激光模组设计、校企对接，以及生产流程与产品质量把关等工作，学生们在真实的工程环境不断拓宽着自己的专业视野。
同学在柑橘中，通过电脑实时调整光谱成分以及光强，目前柑橘正处在育果的重要时间段，光谱和光强对果子的颜色和糖分，以及果子的形状都可以起到重要的作用。
正是跨专业协作，产品的迭代更新悄然加速。早期的样机曾面临发热严重、光斑集中等问题；产品更新一版后，定时逻辑固定、无法根据作物长势动态调光等短板又逐渐显现。针对这些问题，成员们从光学设计、材料研发、算法控制与产品制造等环节共同推进改进，优化散热结构、调整荧光材料，并进一步引入AI闭环决策与轻量化滑轨部署。一次次技术迭代，让不同专业的知识汇聚为解决实际问题的合力。
多学科导师的协同指导，恰似一束聚光，将散落的专业光点汇聚成炬。隋国荣、谌涛等不同专业领域的近十位教师参与项目指导，从技术路线到商业模式全方位把关。光电学院依托“院士创新班”等平台，加强学生科研训练；学校则以“挑战杯”等赛事为纽带，联动专业学院、创新创业平台与成果转化资源，让学生在项目孵化、市场验证中锤炼实践能力。
如今，在上理工“国家级大学生创新创业训练计划”、光电学院“院士创新班创业计划”等项目的资金支持下，这支年轻的学生科研团队成立了上海光驭未来农业科技有限公司，团队的工作进一步延伸至产业应用。同学们在关注实验数据的同时，也需要考虑生产管理、产品成本、市场需求与农户反馈。经过实验室测试、农科院调研，以及草莓、蓝莓种植基地的实地验证，团队逐步探索出“设备研发—光配方定制—田间运维”的产业应用路径。
实验大棚里的“智慧光源”调光系统。
商机来了，合作也来了。10月，学生创新团队与上海市横沙乡红旗村签订了合作协议，未来计划在3000平方米左右的土地范围内，将“激光智能灯”用于水稻、玉米、蔬菜、瓜果等农作物的 “全周期光代谢调控”。设备制造商也来了，璟凯自动化科技有限公司与团队达成合作意向，未来将在产品自动化和智能制造创新方面进一步拓展，希望在现代农业制造方面有更深的合作。
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