5月29-31日，第二十一屆中國國際科學(xué)儀器及實(shí)驗室裝備展覽會(huì )(CISILE 2024)在北京盛大開(kāi)幕。展會(huì )同期，CISILE 2024“自主創(chuàng )新金獎”正式揭曉，托普云農自主研發(fā)制造的“高通量植物表型采集分析平臺”憑借表型指標覆蓋廣、解析精度高、效率高等創(chuàng )新優(yōu)勢一舉摘得此榮譽(yù)。

CISILE“自主創(chuàng )新金獎”由中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )于2006年設立，旨在鼓勵弘揚自主創(chuàng )新精神，推動(dòng)我國科學(xué)儀器及實(shí)驗室裝備制造領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。托普云農“高通量植物表型采集分析平臺”此次榮獲CISILE 2024“自主創(chuàng )新金獎”，評選過(guò)程歷時(shí)數月，由業(yè)內重點(diǎn)科研院所科研人員、企業(yè)研發(fā)人員和行業(yè)管理專(zhuān)家組成評審團隊，經(jīng)協(xié)會(huì )初審、專(zhuān)家會(huì )審、專(zhuān)家現場(chǎng)評審及名單公示等嚴謹流程，最終從數以千計的科學(xué)儀器設備中脫穎而出，可謂含金量十足。

國產(chǎn)化替代，填補國內相關(guān)領(lǐng)域短板

隨著(zhù)智慧農業(yè)快速發(fā)展，智能育種、種質(zhì)資源高效鑒定已成為國內外眾多農業(yè)高校、科研機構加速布局的前沿科研領(lǐng)域之一。而其中，對種質(zhì)資源的表型特征進(jìn)行高精準、高效率、高通量鑒定是提升科研效率的關(guān)鍵。

過(guò)去，植物表型研究領(lǐng)域的關(guān)鍵裝備、核心算法被歐美日澳等發(fā)達國家壟斷，托普云農自主研發(fā)制造的“高通量植物表型采集分析平臺”從各類(lèi)傳感器、成像單元等硬件到AI模型算法、操作系統等軟件，均實(shí)現了100%國產(chǎn)化，并且在表型指標覆蓋量、表型解析精度、解析效率等方面優(yōu)勢明顯，有力填補了國內植物表型研究領(lǐng)域關(guān)鍵裝備空白。經(jīng)科技成果鑒定，該成果總體達到了國內領(lǐng)先水平，逐步向國際前沿技術(shù)水平邁進(jìn)。

高通量植物表型采集分析平臺采用單箱體-多成像單元集成融合模式，通過(guò)自動(dòng)化傳送單元將植物傳送到箱體內部，并依靠多維傳感融合圖像成像單元、邊緣計算與解析單元、數據管理單元對植物形態(tài)、生理等表型指標進(jìn)行高通量、高精度、無(wú)損化數據采集和多維度數據解析，廣泛用于精準育種、抗逆種質(zhì)篩選、植物生長(cháng)與營(yíng)養分析、病蟲(chóng)害抗性分析等場(chǎng)景。

120+表型指標，覆蓋植物全生育期

高通量植物表型采集分析平臺集成了可見(jiàn)光二維、可見(jiàn)光三維、高光譜等成像模塊，整合多種傳感器，能夠獲取植物全生育期高通量表型信息，覆蓋不同生境下植物器官、單株、群體的形態(tài)、生理等120多種表型指標，超越國外主流同類(lèi)型裝備。

基于托普云農專(zhuān)業(yè)的AI算法服務(wù)團隊，高通量植物表型采集分析平臺能夠為用戶(hù)提供指標參數定制化服務(wù)，可根據個(gè)性化分析需求構建相應的分析模型，滿(mǎn)足更多科研場(chǎng)景應用。同時(shí)，平臺設計具有良好的可擴展性，可以根據科研需求進(jìn)行功能擴展和升級，如定制箱體尺寸、新增成像單元等。

高精度三維重構，表型解析更精準

在二維、高光譜成像基礎上，高通量植物表型采集分析平臺增設三維重構與分析單元，通過(guò)創(chuàng )新的圖像采集方式結合全自研算法，實(shí)現對植物快速、準確的高精度三維重構，大大提升了植株株高、冠幅、生物量、卷葉程度等表型參數的解析精度。例如，反映植物長(cháng)勢的生物量指標，國外產(chǎn)品往往采用二維成像投影面積來(lái)表征，高通量植物表型采集分析平臺則通過(guò)三維體積來(lái)表征，在精準度方面更上一層樓。

采集分析同步完成，解析效率顯著(zhù)提升

在生物育種、種質(zhì)資源鑒定等場(chǎng)景中，研究人員經(jīng)常需要快速鑒定大量不同品種植株的表型差異，這就對植物表型解析效率提出了較高要求。托普云農率先打造出集表型數據采集與解析于一體的植物表型智能解析平臺TP-AIPheno，創(chuàng )新性地將數據采集與解析流程集成在同一軟件中實(shí)現，顯著(zhù)提升了平臺的表型解析效率。

目前，高通量植物表型采集分析平臺的可見(jiàn)光二維、高光譜模塊的單株植物解析用時(shí)小于5秒，可見(jiàn)光三維重構模塊的單株植物重構和解析共計用時(shí)小于7分鐘，助力科研人員顯著(zhù)提升科研分析效率。

兼顧便捷與安全，營(yíng)造優(yōu)質(zhì)操作體驗

以往，我國科研人員使用國外的植物表型分析設備，不僅操作界面復雜，而且部分功能需要用戶(hù)自主編程才能實(shí)現。而托普云農自主研發(fā)的高通量植物表型采集分析平臺通過(guò)智能化、自動(dòng)化設計，營(yíng)造了一個(gè)高度便捷化的操作體驗：植物傳送、圖像采集、數據分析全流程自動(dòng)化，大大簡(jiǎn)化人工操作；用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔友好，快速呈現分析結果，支持一鍵導出和歷史圖像調閱，進(jìn)一步降低使用門(mén)檻；平臺配備必要的安全裝置和數據保護措施，確保了操作安全性和數據安全性。

當前，托普云農“高通量植物表型采集分析平臺”已擁有9項國家專(zhuān)利，其中6項為發(fā)明專(zhuān)利。同時(shí)，基于托普云農自主研發(fā)及100%國產(chǎn)化優(yōu)勢，該平臺較之同類(lèi)型進(jìn)口產(chǎn)品成本降低50%以上。

科技創(chuàng )新是企業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力。作為國內先行的智慧農業(yè)綜合服務(wù)商、全國專(zhuān)精特新重點(diǎn)“小巨人”企業(yè)，托普云農始終堅持“信息技術(shù)與農業(yè)專(zhuān)業(yè)深度融合，硬件與軟件雙向協(xié)同”的雙輪驅動(dòng)戰略，積極引進(jìn)行業(yè)尖端人才，推動(dòng)農業(yè)智能裝備國產(chǎn)化替代。

當前，托普云農已自主研發(fā)氣象環(huán)境、土壤、植物生理等多領(lǐng)域農業(yè)傳感器30余種，創(chuàng )新升級技術(shù)，研發(fā)、迭代智能硬件裝備200余種，賦能農業(yè)科研、種業(yè)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈應用場(chǎng)景。同時(shí)，托普云農成立智能實(shí)驗室，開(kāi)展智能識別、農業(yè)行業(yè)預測等一系列農業(yè)AI算法深度研究，推動(dòng)科研成果向產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力落地轉化。

未來(lái)，托普云農會(huì )持續聚焦科技創(chuàng )新，圍繞新一代農業(yè)傳感器、AI模型算法、植物表型解析平臺、小型智能農業(yè)機器人等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域展開(kāi)科研攻關(guān)，不斷打破國外產(chǎn)品技術(shù)壟斷，為農業(yè)強國建設貢獻托普力量。