平台概述


水稻基因组计划取得巨大进展,表型组研究成为新的战略制高点。植物表型组指的是植物全部特征的集合,基因和环境相互作用决定植物特征。以重要农作物为研究对象,研发和制造植物表型组研究应用的智能设备和系统平台,实现更高效和精准地解析植物表型组环境与基因组的关联成为可能,有助于发现农作物与环境、病虫等表型特征形成的内在规律和标志物,精准解析植物全生长发育周期与复杂农艺性状,定位水稻重要性状的基因,形成大量具有高价值的植物数据,大数据挖掘关键基因与表型组形成的内在关联,为我国粮食安全和农业可持续发展做出创新性贡献。

连续测量

解决传统人工测量手段无法对同一作物进行连续无损测量问题,以实现全生长周期复杂动态过程精准测量与分析,并通过不同阶段所有的表型数据建立作物溯源体系。

超高通量

如果每天4.2h连续运转,获得1500盆植物的表型成像数据,一年仅可见光成像即可获得40~80T的数据量。根据实际实验情况,预计全年可以进行54.75万盆植物的实验。

更高精度

机器视觉可以实现传统人工测量手段所无法达到的0.002毫米精度,数据结果不受人的情绪主观因素影响,重复性作业而不知疲倦,不存在细微的不同。

更高效率

以平台每天4.2h完成1500株通量测量为例,传统人工需保证6人在8h内以每株用时2分钟速度连续测量。配备单人实验员情况下可节约91.6%时间成本,提高科学育种研究效率。

超越视觉

超越人类视力可见光谱范围,拓展更宽广的荧光、红外、高光谱视野和数字化认知能力,基于强大的数据基础和技术实力,助力科研边际的拓展和创新的尝试。

数据价值

农业跨步迈入大数据时代,思维方式和工作方式发生了根本性的变化,基于海量数据应用,将助力科研数字化转型升级和产业发展,提高通过数据分析解决困难问题和增值的能力。

加速科研

表型技术促进植物研究的发展,降低了新品种开发的周期,对植物研究具有重要的积极影响,成为作物育种科研的加速器。

探索未知

每种数据来源都有它的局限性和片面性,只有融合、集成各方面的原始数据,才能反映事物的全貌。探索基因、表型及环境等事物的本质和规律隐藏在各种原始数据的相互关联之中。

系统构成

3D成像扫描单元 P-RGB100

可见光表型系统成像分析平台,可对盆栽植物进行作物表型成像,进行植物表型组学分析。整合LED作物智能培养、自动化运动控制系统、RGB 3D成像扫描、自动条码识别管理、自动称重与浇灌系统、根系培养系统等多项先进功能模块。
以最优化的方式实现大量作物样品的全方位生理功能与形态结构自动成像分析,用于作物高通量表型成像分析测量、胁迫响应成像分析测量、生长分析测量、生态毒理学研究、性状识别、抗性筛选、作物遗传育种及植物生理生态分析研究等。

模块化输送单元 P-P100

超高通量表型平台为大量植物样本而设计,满足植物全生长周期的过程自动化培育和记录。弹性扩展,支持平滑扩展至6000盆的高通量植物检测分析,采用模块化设计结构,易于扩容升级。
支持搭载成像扫描单元、智能化培育单元、物联网传感模块等如:自动浇灌、自动称重系统、植物标签系统、药物喷洒系统、根系培养系统等。
兼容扩展多种成像扫描单元:叶绿素荧光成像测量、植物热成像、植物近红外成像,高光谱成像、3D激光扫描成像等。硬件基础平台架构具有优良的防尘防水抗腐蚀性及美观性。

植物表型大数据平台 P-D100

植物表型大数据平台主要用于作物样本全生长周期的培养管理、数据收集、数据分析和远程运维等,形成大量具有高价值的作物数据,大数据挖掘用于农作物分子设计和杂交育种的关键基因与表型组形成的内在关联。
具备成像设置和任务控制,人工智能机器视觉采集;数据库,用于存储和访问图像;图像分析,基本数据分析和数据导出功能等;具备作物全生长周期溯源、作物评价功能和用户权限管理等功能;实验室视频监控远程查看与控制功能。

功能构成

无损采集和分析

通过精准实时的环境监测,以及良好的内部散热系统与过温保护机制,保障植物样本在全运动周期的无损伤数据采集。

可视化大屏

55寸可视化大屏掌控任务进度,实时显示舱内运行情况,包括舱内环境数据、故障报警等,并实时计算植物数据指标并展示。

远程运维

标准开发协议,支持自有或第三方云平台实时获取植物扫描、机器运行、舱内环境和视频监控等数据,实现异地对实验基地的远程运维。

模块化弹性扩展

单个模块化输送单元搭载30盆植物样本,整体系统平台支持最大200个模块化单元的平滑扩展。同时兼容搭载多种成像扫描和培养单元等。

毫米级平稳

结合皮带、滚筒和倍速链方式各方优势进行结构改良设计,输送过程平稳,运行抖动范围严格控制在±1mm,不因抖动而损伤植物样本。

智能运动控制

运动过程中,结合物联网感知系统,为全过程运动提供安全保障措施,保障运动平稳有序出入队,排队检测、精准定位和采集等。

数据弹性扩容

单节点支持最大扩容192TB,系统平台支持分布式架构,容量无限扩容,以应对不同业务阶段对数据库性能和存储空间的需求。

作物溯源体系

作物样本培育、感知、储藏等全周期进行监控,实现来源可查、过程可视、优异可溯。使培育智能化、感知精准化、溯源技术多样化。

每秒百万级并发

满足物联网传感系统、高速运动精准控制系统、人工智能机器视觉识别等大量数据交互,提供自主开发的每秒百万级高并发平台支撑。

超高通量

全新高速运动控制系统与精准结构设计,在保证每株植物样本安全无损伤的情况下,将舱内全部动作时间精准压缩在10秒内,实现超高通量数据采集。

防碰撞机制

针对运动过程可能存在的故障,导致植物样本的碰撞脱落或损伤,进行模拟和预案自动处置,使运动按设定的路线有序进行,从而避免碰撞导致植物损伤,保障安全可靠运行。

高可靠高安全

输送单元有防尘防水、抗腐蚀、人身、用电安全等可靠设计,且在多处位置放置了应急开关从而免于设备应不可抗因素导致的严重故障。进一步保障系统安全性和可靠性。

可视化管理平台

对任务操作、过程管理、数据管理和数据展示等实现一键式便捷操作;可视化管理平台对输送、浇灌、称重、人工智能机器视觉系统等实时运行监控软件功能进一步完善。

作物评价体系

基于人工智能机器视觉和深度学习技术,通过作物表型算法分析获得几十项指标,建立具有实用价值的作物评价指标体系模型,挖掘和跟踪具有优异表现的作物样本。

3D高精度扫描

2枚500万像素可见光RGB扫描单元,搭载360度旋转平台,对植物样本进行3D高速拍照扫描和构建,采集高品质和高色彩还原度图片,为植物指标分析提供高精度分析样本。

全生长周期

全生命周期采集植物样本,并自动根据植物ID进行建档、保存和分析。成像单元支持高精度电动调节,扫描距离可满足植物全生长周期动态变化的要求,支持自定义设置和记忆存储。

植物快速装卸

独创人性化快速装卸设计,通过物联网感知自动识别后,由后台进行自动审核,用户只需在前端触摸屏进行确定植物上线或下线,提⾼植物样本布署与移除的效率,极简化操作,⼯⼈即可轻松完成。

便捷运维

面向科研用户的云平台,可通过浏览器进行7×24小时全时区、多地域的灵活访问。基于B/S架构,可以提供灵活部署方式,弹性可扩展。灵活权限管理、功能模块设置和报警故障分析,实现便捷运维。

应用展示

温室平台

应用下载

多种展现形式

Web 端


手机端


小程序

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