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我院国家重点研发计划“温室智能化精细生产技术与装备研发”项目取得阶段性成果

作者:pt真人电子 来源:设施所 更新时间:2020年07月06日

  为满足我国温室生产向精细化、智能化转变,向提高产量、改善品质、提升效益的方向发展,科技部立项“十三五”国家重点研发计划“温室智能化精细生产技术与装备研发”项目,该项目由我院牵头负责,自2017年启动以来,研究工作取得阶段性成效。

  一、建立温室作物生长环境模型和能源管理系统

  针对温室作物生长模型建立和应用等关键问题,运用神经网络、深度学习和智能集成模型等技术,突破了作物环境和生理信息关系的关键核心技术,开发了具有普适性和自主学习功能的作物环境和生理信息模型,建立了基于温室环境-生理信息的高效节能智能环控模型及装备系统,开发了温室智能调控和能源管理系统。

  二、研制多台温室精细生产作业机器人

  温室作物生长环境与特征复杂,难以识别和自动控制,研究团队突破了基于二向图像识别的种苗分级移栽、果实自动识别定位、植保机器人自动对靶喷雾、作业机器人任务调度、温室机器人底盘视觉导航和自动换轨、巡检机器人植株图像动态监测、叶菜收获机器人切割等技术,研制了温室种苗分级移栽机、巡检机器人、植保机器人、采摘机器人、运输机器人及叶菜自动收获机(图1)。

  

a. 种苗分级移栽机              b. 履带植保和轨道茄果类采摘机器人

图1 温室作业机器人

  三、开发多台环境调控装备和智能输送系统

  在温室果菜种苗生产环节,研究团队突破了果菜种苗生长随动升降补光调控、幼苗根区脉冲加温调控-自动内保温、嫁接工艺优化与设备协同、愈合室环境耦合调控、路径优化及智能栽培物流管理、种苗全程自动化生产集成管理等多项技术,开发了幼苗补光调控系统、保温加温调控系统、多层嫁接流水线、快速愈合设备、种苗智能运输系统(图2、图3)。在温室立体栽培叶菜环节,研发了基于温室自然光与人工光互补立体栽培模式,突破了叶菜种苗光-营养-环境参数精细耦合自动调控、水培叶菜生产物流化智能输送、叶菜种苗智能化移植等关键技术,开发了叶菜种苗物流化输送、智能化光-营养-环境精细控制立体栽培装备。

  

图2 多层嫁接流水线和快速愈合设备

  

图3 智能物流系统设备样机

  四、破解食用菌液体接菌和高效套袋难题

  针对食用菌生产培养基料装袋套袋效率低、液体接菌等技术难题,突破了食用菌基料全自动装备技术和袋装食用菌菌种定量精确与自动接种技术,研发了适合温室环境生产的食用菌培养基料全自动高效装袋机(图4)和袋栽食用菌液体菌种智能化精确接种机,其中装袋机生产效率达到1600袋/小时,香菇、平菇接种机生产效率达到3100袋/小时,黑木耳接种机生产效率达到3200袋/小时。

  

图4 食用菌培养基料全自动装袋装备样机