全球范围内,在成像、算力、算法的逐轮驱动下,计算机视觉和人工智能技术支撑了各行各业的蓬勃发展。在农业领域,基于计算机视觉的植物表型技术,逐步嵌入到农业产业链各个环节中,人工智能技术也得以大放异彩。托普云农多年深耕智慧农业领域,在植物表型领域深厚积累,不断攻克技术难点,启动高通量表型产品化过程,推动植物表型技术在产业端、科研端落地应用,为植物研究领域提供先进、全面的高通量采集分析解决方案。
植物表型是作物基因型和所处环境影响所造成的诸如形状、结构、大小、颜色等全部可测的生物体外在表现,以及肉眼看不见的生理功能和各种组分的含量。智慧农业,是通过收集和分析数据来改进特定地点的农业决策,植物表型研究是智慧农业研究中的一个重要分支。

2023年,《Nature》子刊就曾在报道中提出Sensors in Agriculture: Towards an Internet of Plants “植物互联网”(Internet of Plants, IoP)这一全新概念,声称随着技术的发展,我们将见证植物与互联网的深度融合,实现实时、连续的植物生长监测,植物互联网的时代即将来临。
虽然植物表型虽然是面向世界种业科技前沿和农业产业的主战场,但国内与国外的表型领域研究却仍然存在不小的差异。把握时机的同时,也要认清行业痛点之所在,有针对性的发力。
当前,植物表型市场目前在发达国家占据主导,而亚洲市场则展现出巨大的发展潜力。但国内高通量植物表型数据采集环境建设尚不充分,企业多采取小规模的课题组式运作,而非规模化流水线生产。为填补国内市场空白,亟需构建有效的运营模式,满足科研单位和农业企业的实际需求,实现植物表型大规模研究和比较分析。
植物表型研究作为信息技术与农业科技的交汇点,企业亟需吸引高层次人才,以保障研究的长期可持续发展。技术方面,植物表型组学作为科学前沿,引入各类高精度传器、AI模型算法、操作系统等,对于把握国内战略机遇、打破国外技术垄断、形成良好产业链及掌握自主知识产权至关重要。基于当下植物表型关键装备和算法技术垄断、成本高昂等,降低成本并研发更加便捷好用的产品,是科研单位和农业企业扩大应用范围的重大举措。
专项团队自研攻关。托普云农表型专项研发团队由东京大学毕业、国家千人计划引进专家、研发团队首席科学家领衔,吸引了海内外博士、硕士等高层次人才,组成硬件、软件、算法、产品、品检各小组,对标国际前沿技术,开展硬件、软件、算法等全流程自主科研攻关。技术团队更完备更专业,保障整个从设计研发到产品质检的快速产业化,强大的算法团队有多款人工智能明星产品(例如考种、根系等)的开发经验和基础。
软、硬件融合发展。尽管测量植物表型的技术非常多元,但核心在于技术本身是否足够先进、可靠。托普云农高度整合可见光二维三维、高光谱、多光谱、红外热成像、激光雷达等先进成像技术,充分发挥AI图像处理、深度学习等技术优势,运用全自研算法打造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,实现采集、分析实时化、一体化。“我们现已做到可见光二维单株植物解析用时小于5秒,可见光三维单株植物解析用时小于2分钟,高光谱单株植物解析用时小于5秒”,研发团队首席科学家介绍研究成果。

可见光二维成像

可见光三维成像

高光谱成像
多元化产品开发。行业的发展、消费者需求多样化,单一的产品或服务难以满足市场的需求。托普云农高通量植物表型涵盖根、茎、叶、花、果实、种子等植物器官,以及植物单株、植物群体等不同尺度,并根据温室、人工气候室、田间等科研环境,打造便携式、箱体式、田间无人机、无人车、轨道机等多形态表型设备。托普云农与中国水稻研究所、中国农业科学院茶叶研究所、浙江省农业科学院、浙江大学等机构携手,推动表型产品向科研端、产业端快速落地,托普云农“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,荣获“CISILE 2024自主创新金奖”。

托普云农总部大楼(位于拱墅区智慧网谷)
公司成立于2008年,总部坐落于杭州,旗下拥有浙江森特信息技术有限公司、杭州托普仪器有限公司等多家子公司,截至2023年末已主导或参与制定国家标准1项、行业标准5项、团体标准5项,地方标准2项,获得国家专利185项,软件著作权361项,服务地图覆盖32个省份,1000+市县级农业主管单位,30000+农业生产经营主体。
公司目前是全国农业技术推广服务中心、农业农村部耕地质量监测保护中心、浙江省农业农村厅战略合作单位。先后获得全国专精特新重点“小巨人”企业、全国农业农村信息化示范基地、全国信息技术标准化技术委员会数字乡村标准研究组副组长单位、国家农作物种子标准化技术委员会副主任委员单位、国家高新技术企业 、浙江省重点农业企业研究院、浙江省农业企业科技研发中心等资质荣誉。

