会数虫子的雷达,给害虫布下“天罗地网”

新黄河
 来自山东省

8月6日,2025年度山东省科学技术奖正式公布。由北京理工大学前沿技术研究院牵头完成的“时-空-频-码-极化全域协同昆虫监测雷达新体制与新技术”摘得技术发明奖特等奖。项目第一完成人、北京理工大学信息与电子学院副院长胡程向新黄河记者讲述了这项技术背后十二年磨一剑的故事。

看“群”更盯“个”,给每只虫子办张“身份证”

“传统昆虫雷达只能看群体,看不到个体,我们不知道是什么虫子、有多少、往哪飞。”胡程开门见山。

这项技术的核心突破,是把虫群里的个体一个个“拎”出来,不仅能数清数量,还能测出每只虫子的体长、体重、振翅频率和头部朝向,就像给每只虫子都办了一张“身份证”。

“知道了这些生物学参数,就能辨识种类,分析它的轨迹,提前预判它会飞到哪去。”胡程说,“这样一来,我们就可以针对虫子的类型和飞到什么地方,制定相应的策略、组织的技术,从而实现虫害的监测预警。”

十二年磨一剑:突破“不可能”,终获国际认可

“2014年刚提出来的时候,很多人觉得不可思议。”胡程回忆,“有些人觉得,用雷达看飞机没问题,看毫克量级的虫子?不可能。”但胡程和他的团队用技术的突破将这个看似不可能的事情变成了现实。

为了验证测量精度,团队用无人机吊着粘有虫子的0.1毫米细线升到百米高空,反复比对雷达测出的参数是否准确。团队很多人一年超过300天驻守在东营调试雷达和监测数据。“困难一个接一个,我们是一步一步克服的。”胡程表示。

2022年底大仪器研制完成,至今仍持续运行优化。包括何友、樊邦奎、王沙飞等院士在内的评价委员会认为:“该项目技术复杂、难度极大,成果创新性极强,项目整体技术达到了国际领先水平。”

空中拦截加全国组网,虫害防治有了“天眼”

粮食安全是国家安全核心之一,而迁飞虫害是粮食安全的重大威胁,会造成严重的粮食损失、环境污染和食品安全问题。这一技术带来了虫害防治模式的根本变革。

胡程表示,过去农民发现地里有虫时,成虫往往已产下500到1000个卵,防治难度极大。“现在虫子在天空飞的时候,我们就知道它是不是害虫,在空中就能把它拦截下来,在产卵之前就控制住。”

2020年起,胡程团队将大型雷达仪器部署在渤海湾迁飞通道,开展业务监测。通过这一大型仪器,团队发现了很多迁飞的新现象和新规律,为精准指导迁飞虫害源头治理提供了关键信息支撑,对保障山东粮食安全意义重大。在山东省科技厅、济南市科技局和北京理工大学前沿技术研究院的支持下,团队还研发出便携式小型雷达。如今,这款雷达已经在云南、浙江、广东、内蒙古、新疆以及山东等地布设了60多部。胡程透露,“十五五”期间农业部计划再增至少50台农业雷达、20余台林草雷达,这项技术还有很大的应用空间。

这项硬核科技,正在“虫口夺粮”和低空安全保障中发挥着不可替代的作用。胡程举了个例子,这款雷达成功监测全国一类害虫之首——草地贪夜蛾入侵我国,为保障全国粮食安全作出突出贡献。该技术还推广形成探鸟、反无雷达等低空监测系统,累计经济效益超17亿元,应用前景十分广阔。

记者:曹茜 杨璐 摄影:孟天宇 编辑:曹梦佳 校对:汤琪

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