
一、 它是什么:溫室內的“全自動數據流水線"
托普云農溫室型高通量植物表型采集分析平臺(型號如 TP-GTL-VL2/VL3/HIPS/W)并非單一儀器,而是一套集成傳送帶、成像暗室與AI解析的閉環系統。它專為大中型溫室、人工氣候室設計,通過“傳送帶+旋轉成像"機制,實現對盆栽作物的高通量、無損化數據采集。
核心工作流:
自動上料:盆栽通過傳送帶進入標準化暗室,消除環境光干擾。
多模態掃描:植株在暗室內自動旋轉、頂升,接受可見光(2D/3D)、高光譜等多傳感器掃描。
AI解析:系統自動輸出株高、葉面積、生物量、氮含量等數十個量化指標,數據與植株RFID標簽自動關聯。
二、 解決四大科研與育種痛點
痛點1:人工測量“主觀性強",數據無法復現
傳統困境:依賴卷尺、葉面積儀等接觸式測量,不同人員操作誤差大,且易損傷植株,難以獲得客觀、可重復的精準數據。
平臺方案:非接觸式成像+算法標準化。系統在密閉暗室中自動采集,排除人為操作干擾。可見光3D重建精度達毫米級,高光譜反演生理指標(如葉綠素)誤差≤2%,確保數據客觀可比。
痛點2:表型通量低,育種周期被“測量"拖慢
傳統困境:處理數千份種質資源時,人工測量速度慢,成為基因型-表型關聯分析的瓶頸。
平臺方案:全自動流水線+高通量解析。支持連續無人值守作業,單株二維解析時間<5秒,三維解析<2分鐘。相比人工效率提升數十倍,加速大規模群體篩選。
痛點3:形態與生理數據“兩張皮"
傳統困境:形態數據(株高)與生理數據(氮含量)往往分開采集,難以建立時空關聯。
平臺方案:多源數據同址融合。單次掃描同步獲取形態(2D/3D)、紋理、光譜數據。軟件自動將株高變化與脅迫光譜響應關聯,構建“表型-環境"多維數據集。
痛點4:進口設備“黑箱",算法不可定制
傳統困境:進口設備昂貴,算法封閉,無法針對特色作物(如白菜束腰性)調整模型。
平臺方案:全棧國產化+算法可定制。提供TP-AIPheno軟件平臺,支持用戶根據特定性狀(如穗數、病斑面積)訓練自定義算法,打破國外技術壟斷,降低運維成本。
三、 關鍵能力與選型指南
多模態數據產出對比
| 成像模塊 | 核心指標(示例) | 典型應用場景 |
| 可見光 2D | 株高、冠幅、緊實度、顏色分量(R/G/B)、病斑面積 | 基礎形態篩選、病害等級評估 |
| 可見光 3D | 三維點云模型、真實葉面積、生物量估算、莖葉夾角 | 株型鑒定、抗倒伏性分析 |
| 高光譜 | 植被指數(NDVI)、葉綠素含量、氮含量、水分脅迫指數 | 生理機制研究、營養診斷 |
2. 典型型號選型參考
TP-GTL-VL2(基礎型):適合以形態觀測和病害統計為主的育種單位。
TP-GTL-VL3(進階型):增加3D重建,適合需要精確生物量估算的生理生態研究。
TP-GTL-HIPS/W(專業型):集成高光譜,適合功能基因挖掘及逆境生理深度研究。
四、 適用場景
基因型-表型關聯分析(GP):快速篩選矮稈、大穗等優良單株。
逆境生物學研究:定量分析干旱、鹽脅迫下的表型動態響應。
種質資源精準鑒定:對庫源數千份資源進行自動化“體檢"。
植物工廠優化:結合環境數據,優化光配方與營養策略。
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