在醫療領域,一份詳盡的體(ti) 檢報告能讓我們(men) 精準掌握一個(ge) 人的健康狀況。那麽(me) ,類比到農(nong) 業(ye) 領域,是否也能通過係統化的定期“體(ti) 檢”,來幫助我們(men) 精準掌握農(nong) 作物的形態結構、生理狀態,並進一步探尋其生長規律?
沒錯,這項為(wei) 植物做“體(ti) 檢”的技術,正是如今被植物研究科學家、育種家、育種企業(ye) 乃至種植戶廣泛關(guan) 注的高通量植物表型采集分析技術。作為(wei) 現代農(nong) 業(ye) 科技的戰略製高點,該技術融合了人工智能、機器視覺、自動化控製、植物生理學、生物信息學等多學科前沿技術,實現對植物從(cong) 微觀到宏觀的quan方位表型數據采集和解析,為(wei) 種質資源鑒定、智慧育種等科研領域提供了革命性工具,更為(wei) 現代農(nong) 業(ye) 精準化、智能化發展奠定了堅實基礎。
作為(wei) “AI+農(nong) 業(ye) ”的xian行者,托普雲(yun) 農(nong) 深化機器視覺、深度學習(xi) 等AI技術與(yu) 農(nong) 業(ye) 的深度融合,自主研發打造了配置靈活、場景豐(feng) 富、應用廣泛的高通量植物表型智能分析平台,為(wei) 種質資源鑒定、智慧育種、植物生理生化、植保病蟲害研究、精準高效種植等提供多尺度、高通量、高精度、高效率的植物表型解決(jue) 方案。
組合創新:構建多維度表型智能分析體(ti) 係
隨著研究不斷深入,植物表型分析已在農(nong) 業(ye) 科研、生產(chan) 等領域廣泛應用,應用場景也從(cong) 實驗室擴展到田間地頭,因而也對表型采集分析設備提出了更高要求。深入洞察行業(ye) 痛點和用戶需求,托普雲(yun) 農(nong) 自主研發打造了高通量植物表型智能分析平台,通過三大核心模塊的協同創新,打通“采集-分析-應用”的完整技術閉環,實現了植物表型研究的多項技術突破:
l 多模態成像係統
平台集成了可見光二維/三維成像、高光譜成像、多光譜成像、熱紅外成像、激光雷達掃描、葉綠素熒光檢測等先進技術,可全麵獲取植物的形態結構、生理功能、生化組分等關(guan) 鍵表型參數。這種多源數據融合技術突破了傳(chuan) 統單一檢測手段的局限性,為(wei) 植物表型研究提供了更豐(feng) 富、更精準的數據基礎。
l 智能化硬件載體(ti)
創新設計了便攜式、箱體(ti) 式、傳(chuan) 送式、無人車搭載、無人機航測、龍門架係統等多種采集方案,實現了從(cong) 實驗室到田間地頭的全場景覆蓋。特別值得一提的是,其非接觸式測量技術可在保持植物原位狀態下完成精準數據采集,最da程度減少對植物生長的幹擾,確保數據的真實性和可靠性。
l 一體(ti) 化AI智能解析平台
托普雲(yun) 農(nong) 自主研發AI智能解析平台“TP-AIPheno”,創新性地將數據采集、AI 解析和深度挖掘功能集成於(yu) 統一界麵,實現了“一鍵式”操作體(ti) 驗。並能根據實驗要求進行全程數據管理,包括查看曆史數據、自動傳(chuan) 輸、自動存儲(chu) 、圖像與(yu) 數據同時呈現等。
托普雲(yun) 農(nong) 表型平台的多模態成像解析
通過三大核心模塊的協同創新,托普雲(yun) 農(nong) “高通量植物表型智能分析平台”實現了植物器官-單株-群體(ti) 等不同尺度表型指標的高效采集和AI智能解析。並能夠根據實際需求自由組配,靈活適應實驗室、溫室、人工Kaiyun全站官网登录入口、植物工廠、大田等豐(feng) 富的應用場景。
同時,基於(yu) 對核心算法的自主創新應用,托普雲(yun) 農(nong) 能夠針對特定作物、特定場景、特定表型指標,為(wei) 客戶提供專(zhuan) 業(ye) 、可定製的數據解析服務,幫助客戶深度挖掘表型數據,滿足農(nong) /林業(ye) 科研、生產(chan) 、管理等多樣化需求。在數據安全方麵,托普雲(yun) 農(nong) 采用本地化部署、本地化運行、本地化存儲(chu) 模式,並提供用戶權限分級管理功能,通過用戶隔離、數據隔離等方式提供充分的安全保障。
托普雲(yun) 農(nong) 部分表型設備
聚焦AI+表型核心算法,自主研發實現技術突破
AI算法是植物表型采集和分析的核心關(guan) 鍵技術。要讓AI像植物專(zhuan) 家一樣識別作物器官在哪,知曉應該測量哪些特征、學會(hui) 如何分析各種性狀,這離不開AI算法的訓練。長期以來,植物表型裝備與(yu) 核心算法嚴(yan) 重依賴進口,價(jia) 格昂貴且數據安全性問題突出,成為(wei) 限製我國表型研究的重要瓶頸。
以AI+表型核心算法為(wei) 突破口,托普雲(yun) 農(nong) 集中研發力量,由shou席科學家帶領專(zhuan) 業(ye) 團隊持續攻堅,在以下關(guan) 鍵領域取得重大突破:
l 多模態智能識別算法:基於(yu) 多種傳(chuan) 感監測設備,開發了基於(yu) 深度學習(xi) 的植物器官精準定位技術,能夠準確識別植物的根、莖稈、葉片、花、果實等不同部位,為(wei) 後續的表型參數測量提供基礎。
l 多尺度性狀提取技術:建立了多尺度表型參數自動化測量體(ti) 係,涵蓋從(cong) 微觀葉片氣孔水平到宏觀植株整體(ti) 和群體(ti) 水平的各種性狀指標,實現了對植物表型的全麵量化分析。
l 多組學關(guan) 聯分析模型:構建了表型-基因型-環境因子的多維關(guan) 聯分析模型,為(wei) 深入研究植物生長發育的內(nei) 在機製提供了有力工具。
在植物表型全係列產(chan) 品研發過程中,托普雲(yun) 農(nong) 先後承擔或參與(yu) 多項guo家級、省級研發課題項目,已累計獲得相關(guan) 國家zhuan利25項、軟件著作權12項,以技術創新實力打破國外在該領域的長期壟斷局麵。
托普雲(yun) 農(nong) 植物表型智能解析平台“TP-AIPheno”
攜手南京農(nong) 業(ye) 大學,共建植物表型科研新生態
為(wei) 深化產(chan) 學研合作,加速植物表型科研成果轉化,2025年1月,托普雲(yun) 農(nong) 與(yu) 南京農(nong) 業(ye) 大學達成戰略合作,共同成立“農(nong) 業(ye) 生物表型產(chan) 業(ye) 研究院”,全麵提升表型設施自研能力,推動國產(chan) 化替代。
托普雲(yun) 農(nong) 與(yu) 南京農(nong) 業(ye) 大學戰略合作簽約儀(yi) 式
南京農(nong) 業(ye) 大學擁有教育部“植物表型”工程研究中心、科技部“中法植物表型組學聯合實驗室”等guo家級科研平台,設立了國nei首ge前沿交叉學科“植物表型組學”,並主編該領域具有國際影響力的yi流期刊《植物表型組學》(Plant Phenomics)。結合南京農(nong) 業(ye) 大學的學科優(you) 勢和托普雲(yun) 農(nong) 的技術研發實力,雙方將攜手推進以下工作:建設植物表型大數據中心,建立標準化數據體(ti) 係,為(wei) 植物表型研究提供高質量的數據資源;構建覆蓋全國典型氣候區的表型監測網絡,實現對不同生態環境下植物表型的長期動態監測;共同研發植物表型與(yu) 育種人工智能大模型,推動智慧育種技術的創新發展;推動智慧育種4.0技術的產(chan) 業(ye) 化應用,助力我國種業(ye) 振興(xing) 。
此次強強合作,標誌著托普雲(yun) 農(nong) 的植物表型研究從(cong) “跟跑”向“並跑”乃至“lin跑”的重要轉變,將為(wei) 農(nong) 業(ye) 科研和產(chan) 業(ye) 發展提供強有力的技術支撐,加速我國農(nong) 業(ye) 科技現代化進程。
托普雲(yun) 農(nong) 表型團隊赴南京農(nong) 業(ye) 大學參觀交流
從(cong) 自主研發到融合創新,托普雲(yun) 農(nong) 致力推動植物表型gao端裝備的國產(chan) 化進程,以科技創新助力打造植物表型科研和產(chan) 業(ye) 應用“新範式”。未來,托普雲(yun) 農(nong) 會(hui) 繼續打造更多“AI+農(nong) 業(ye) ”新質生產(chan) 力,守護強農(nong) 中國夢,為(wei) 農(nong) 業(ye) 生產(chan) 、科研數智賦能!