出典：「吉林観察」

盛夏、公主嶺国家農業ハイテク産業モデル区の試験畑では、トウモロコシが節間を伸ばし、大豆が枝を広げている。白と赤に塗り分けられた四輪ロボットが畝間をゆっくりと進んでいく――車体の下からレーザービームが瞬時に雑草の生長点を捉え、高温で焼灼して活性を失わせる一方、そばのトウモロコシの苗には傷一つつかない。

「農薬もいらない、腰をかがめる必要もない。この『鉄牛』は1日で数万平方メートル規模の土地もこなせる」と、畑のそばにしゃがみ込んでいた農家が驚きの声を上げた。

この「鉄牛」、実は由緒あるロボットだ。長春理工大学・王憲濤教授のチームが寧波一彬電子科技公司と提携し、3年をかけて4世代にわたる改良を重ね、この難題をついに解決した。国内でレーザー物理除草装置の研究開発にいち早く着手したチームとして、大学の光電学分野の強みを活かし、レーザー・AI・農業機械を一体化させ、中国東北部の黒土地に適した国産スマート農機を作り上げた。

「一本の農薬」から「一筋の光」へ

研究開発の出発点には、二つの現実的な危機感があった。

一つ目は技術封鎖の危機だ。2020年前後、チームの調査により、レーザー物理除草は農業農村部が定める国内農機の重要な弱点分野であることが判明した。一方、米国製の同種装置は価格が180万ドルにも上り、しかも中国への技術輸出は制限されていた。

二つ目は生態系の危機だ。吉林省、黒竜江省、内モンゴル自治区の畑作地は合わせて約1533万ヘクタール（約15万3000平方キロメートル）に上り、長らく除草剤に依存してきた。薬剤が土壌に浸透すると微生物群集が破壊され、土地の硬化（板結）を招く。また作物が農薬残留を吸収すれば、食の安全に直接関わる。人手による除草では、農民一人が1日に手入れできるのはせいぜい約667平方メートル。人件費は年々上昇している。一般的な機械除草は精度が低く、わずかな振動でも苗を傷つけてしまい、苗が1%失われるごとに、それはそのまま1%の収穫減を意味する。

「『耕地のジャイアントパンダ』とも呼ばれる黒土地を守るには、汚染度が高く効率の低い従来の除草法を変えなければならない」と王憲濤氏は語る。

長春理工大学が蓄積してきた光学・機械・電子・計算・制御という多分野の技術を土台に、2023年7月、チームは深圳証券取引所上場企業である寧波一彬電子と契約を締結。累計投資額は2000万元余りに達した。大学教員と修士・博士課程の院生からなる10数人の精鋭チームが、実験室と農地に身を投じた。

改良は「季節」を単位としてに進んだ――

2023年7月、チームは寧波一彬電子との契約後、直ちに研究開発に着手。同年11月には第1世代の単一チャンネル実験用試作車が完成したが、トラクター牽引方式は機動性に乏しく、車体が揺れるとレーザーの照準が大きくずれてしまうという課題があった。

第2世代の牽引式試作機は2024年上半期に完成。レーザー発生器8基を搭載し、作業幅は4列分となり、広大な農地に対応できるようになった。

同年9月には第3世代の自律走行型（無人運転）機種が登場。動的位置決め精度は2〜3ミリまで圧縮され、雑草の三次元的な高さをリアルタイムで測定できるようになった。

2026年5月、第4世代の純電動自走式ロボットが正式に仕様確定。AIによる認識からレーザー照射までの遅延は10ミリ秒に圧縮され、動的位置決め精度は2ミリ以内で安定。2026年末までの量産開始が見込まれている。

一本の雑草の背後にある「ハードテック」の連鎖

現在のスマートレーザー除草ロボットは、単にレーザーを農地に「持ち込んだ」だけの単純な代物ではない。作物と雑草を見分け、狙いを定め、焼き払い、安定して走行する――一連の完結した技術サイクルを備えている。

見分ける精度：AI画像認識システムが瞬時に作物と雑草を識別する。トウモロコシ、大豆、ジャガイモ、菜種、漢方薬材など10種類以上の作物のデータモデルがすでに構築されており、苗の形が非常によく似ていても正確に見分けられる。

狙いの精密さ：システムが雑草の三次元的な高さと中心位置をリアルタイムで計算し、100〜200ミリ秒以内にレーザーのスポットを分裂組織（成長点）に固定する。動的位置決め精度は±2ミリ。

処理の速さ：作業速度は雑草の密度に応じて自動調整され、最高時速3.6キロメートル。1時間あたり5万〜10万株の雑草を除去でき、効率は人力の50倍以上に達する。

走行の安定性：衛星測位により最適ルートを計画し、自律走行する。モジュール式設計を採用しており、農家は畑の幅に応じてレーザーユニットを自由に増減でき、メンテナンスも容易だ。

現時点で、プロジェクトは累計7件の国家発明特許を出願しており、うち4件がすでに認可されている。対象はレーザー発生器の実装、機体全体の設計、カメラ・ガルバノミラーの較正、雑草の精密測位という4つの主要分野に及ぶ。

数千億元規模の市場と、緑の未来

チームはすでに大型・中型・小型の3種類の機種を発表している。大型牽引式は東北地方のトウモロコシ・大豆などの広大な連続農地に、小型自走式は野菜のビニールハウスや漢方薬材の栽培基地に、それぞれ対応する。

量産スケジュールは明確だ――2026年末に量産開始。

7月には、この装置が浙江省寧波市で開催される「全国生食用大豆全程機械化現場見学会」に登場し、十数の省から集まる農機普及・鑑定の専門家に向けてデモンストレーションが行われる予定だ。

市場規模はどれほどか。

東北地方だけでも、トウモロコシの作付面積は約1580万ヘクタール（約15万8000平方キロメートル）を超える。控えめに見積もっても、レーザー除草装置の市場需要は70万〜140万台に達し、産業規模は数千億元を突破するとみられる。

だが市場性は物語の一面に過ぎない。もう一つの側面は、緑の発展だ。

2026年7月、ハルビン市科学技術局は、レーザー除草ロボットが同省内の大豆・トウモロコシなど主要穀物の栽培基地で複数のシーンにわたり実証実験を行い、累計適用面積が約67ヘクタールを突破したと発表した。次の段階では成果の実用化を加速させ、農産物の国際市場開拓と、グリーン貿易障壁の突破を技術面から支えていく方針だ。

王憲濤氏の言葉は率直だ。「黒土地を守るのは、スローガンを叫ぶだけでは駄目だ。レーザーで農薬を置き換え、一粒一粒の穀物を汚れのないものにする――これこそ、私たち工学系の人間のロマンだ」

一本の雑草から始まった取り組みが解決するのは、目の前の具体的な課題だ。そして一歩踏み出せば、それは農業の緑色発展という時代的なテーマへの応答となる。レーザーが実験室を出て黒土地に足を踏み入れたとき、科学技術は初めて、本当の意味で成長する力を手にしたのだ。