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托普云农“高通量植物表型采集分析平台”荣获CISILE 2024 “自主创新金奖”

发布时间:2024-06-03 15:18:29点击次数:52

5月29-31日,第二十一届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE 2024)在北京盛大开幕。展会同期,CISILE 2024“自主创新金奖”正式揭晓,托普云农自主研发制造的“高通量植物表型采集分析平台”凭借表型指标覆盖广、解析精度高、效率高等创新优势一举摘得此荣誉。

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CISILE“自主创新金奖”由中国仪器仪表行业协会于2006年设立,旨在鼓励弘扬自主创新精神,推动我国科学仪器及实验室装备制造领域高质量发展。托普云农“高通量植物表型采集分析平台”此次荣获CISILE 2024“自主创新金奖”,评选过程历时数月,由业内重点科研院所科研人员、企业研发人员和行业管理专家组成评审团队,经协会初审、专家会审、专家现场评审及名单公示等严谨流程,最终从数以千计的科学仪器设备中脱颖而出,可谓含金量十足。


国产化替代,填补国内相关领域短板

随着智慧农业快速发展,智能育种、种质资源高效鉴定已成为国内外众多农业高校、科研机构加速布局的前沿科研领域之一。而其中,对种质资源的表型特征进行高精准、高效率、高通量鉴定是提升科研效率的关键。


过去,植物表型研究领域的关键装备、核心算法被欧美日澳等发达国家垄断,托普云农自主研发制造的“高通量植物表型采集分析平台”从各类传感器、成像单元等硬件到AI模型算法、操作系统等软件,均实现了100%国产化,并且在表型指标覆盖量、表型解析精度、解析效率等方面优势明显,有力填补了国内植物表型研究领域关键装备空白。经科技成果鉴定,该成果总体达到了国内领先水平,逐步向国际前沿技术水平迈进。


高通量植物表型采集分析平台采用单箱体-多成像单元集成融合模式,通过自动化传送单元将植物传送到箱体内部,并依靠多维传感融合图像成像单元、边缘计算与解析单元、数据管理单元对植物形态、生理等表型指标进行高通量、高精度、无损化数据采集和多维度数据解析,广泛用于精准育种、抗逆种质筛选、植物生长与营养分析、病虫害抗性分析等场景。

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120+表型指标,覆盖植物全生育期

高通量植物表型采集分析平台集成了可见光二维、可见光三维、高光谱等成像模块,整合多种传感器,能够获取植物全生育期高通量表型信息,覆盖不同生境下植物器官、单株、群体的形态、生理等120多种表型指标,超越国外主流同类型装备。


基于托普云农专业的AI算法服务团队,高通量植物表型采集分析平台能够为用户提供指标参数定制化服务,可根据个性化分析需求构建相应的分析模型,满足更多科研场景应用。同时,平台设计具有良好的可扩展性,可以根据科研需求进行功能扩展和升级,如定制箱体尺寸、新增成像单元等。

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高精度三维重构,表型解析更精准

在二维、高光谱成像基础上,高通量植物表型采集分析平台增设三维重构与分析单元,通过创新的图像采集方式结合全自研算法,实现对植物快速、准确的高精度三维重构,大大提升了植株株高、冠幅、生物量、卷叶程度等表型参数的解析精度。例如,反映植物长势的生物量指标,国外产品往往采用二维成像投影面积来表征,高通量植物表型采集分析平台则通过三维体积来表征,在精准度方面更上一层楼。


采集分析同步完成,解析效率显著提升

在生物育种、种质资源鉴定等场景中,研究人员经常需要快速鉴定大量不同品种植株的表型差异,这就对植物表型解析效率提出了较高要求。托普云农率先打造出集表型数据采集与解析于一体的植物表型智能解析平台TP-AIPheno,创新性地将数据采集与解析流程集成在同一软件中实现,显著提升了平台的表型解析效率。


目前,高通量植物表型采集分析平台的可见光二维、高光谱模块的单株植物解析用时小于5秒,可见光三维重构模块的单株植物重构和解析共计用时小于7分钟,助力科研人员显著提升科研分析效率。


兼顾便捷与安全,营造优质操作体验

以往,我国科研人员使用国外的植物表型分析设备,不仅操作界面复杂,而且部分功能需要用户自主编程才能实现。而托普云农自主研发的高通量植物表型采集分析平台通过智能化、自动化设计,营造了一个高度便捷化的操作体验:植物传送、图像采集、数据分析全流程自动化,大大简化人工操作;用户界面简洁友好,快速呈现分析结果,支持一键导出和历史图像调阅,进一步降低使用门槛;平台配备必要的安全装置和数据保护措施,确保了操作安全性和数据安全性。


当前,托普云农“高通量植物表型采集分析平台”已拥有9项国家专利,其中6项为发明专利。同时,基于托普云农自主研发及100%国产化优势,该平台较之同类型进口产品成本降低50%以上。


科技创新是企业发展的不竭动力。作为国内先行的智慧农业综合服务商、全国专精特新重点“小巨人”企业,托普云农始终坚持“信息技术与农业专业深度融合,硬件与软件双向协同”的双轮驱动战略,积极引进行业尖端人才,推动农业智能装备国产化替代。


当前,托普云农已自主研发气象环境、土壤、植物生理等多领域农业传感器30余种,创新升级技术,研发、迭代智能硬件装备200余种,赋能农业科研、种业、生产、管理、服务等全产业链应用场景。同时,托普云农成立智能实验室,开展智能识别、农业行业预测等一系列农业AI算法深度研究,推动科研成果向产业生产力落地转化。

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未来,托普云农会持续聚焦科技创新,围绕新一代农业传感器、AI模型算法、植物表型解析平台、小型智能农业机器人等关键技术领域展开科研攻关,不断打破国外产品技术垄断,为农业强国建设贡献托普力量。


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