科创中国
新型种植模式的创新
发布时间: 2025-10-21
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
农、林、牧、渔业,现代农业
成果介绍
本项目针对设施农业空间利用率低、光环境调控粗放及人工依赖度高等痛点，研发两种多层平面种植（补光）和立体A形种植架种植系统，构建人工补光与自然光协同的高效种植体系。通过多层平面种植架（垂直间距0.8-1.2米）匹配LED光谱补光，解决弱光季产能不足问题；A形立体架（坡度30°，层间距0.6米），利用自然光梯度分布提升上层作物光合效率，土地利用率较传统平面种植提升2.3倍。配套全流程自动化装备，覆盖播种（气吸式精量播种机）、移栽（协作机械臂）、定植（轨道式巡检车）、物流（AGV分拣运输）、收获（视觉识别采摘机器人），实现“耕-种-管-收”无人化作业。已在番茄、生菜等作物验证，较露地增产3-6倍，综合能耗降低20%，为都市农业、极地基地等场景提供可复制的工厂化种植方案。在“工厂化”全流程过程，果蔬从播种、移栽、定植、物 流、收获等关键环节，均实现了自动化种植装备的应用。
成果亮点
创新点一：双模式光环境智能调控。多层平面种植集成红蓝光质可调LED补光系统，根据作物生长周期动态匹配光强（200-800μmol·m⁻²·s⁻¹），弥补冬季自然光不足；A形架通过坡度设计引导自然光向中下层扩散，配合顶部透光膜，使各层光照均匀度提升至85%以上，解决传统立体种植“上强下弱”问题。
亮点二：全流程自动化降本增效。自主研发的播种机精度达99%，移栽机械臂损伤率＜1%，AGV物流误差＜5cm，采摘机器人识别准确率95%，单棚仅需2人值守，人工成本下降70%。
亮点三：资源高效循环利用。配套水肥一体化系统（EC/PH实时监测），水肥利用率超90%；A形架底部设集水槽，回收冷凝水用于灌溉，综合节水35%，推动设施农业向“高产、低碳、智能”升级。
团队介绍
团队围绕机器人机构学、智能感知与控制、机器视觉等技术，在具身机器人装备、现代设施农业作业机器人等领域开展了广泛深入的研究工作。在农业机器人领域，以番茄采摘机器人、叶菜立体种植、无人机巡检、环境对象大模型构建等为主要研究内容，形成了在设施、果园、农场等重点应用方向。
以典型机构难以满足农业作业环境复杂、作业对象多样、环境差异大、运行条件差等特殊需求，取得了典型生产装备的关键部件快速创新研发的方法性突破，部分成果应用于具身农业机器人装备方面。
团队围绕机器人机构学、智能感知与控制、机器视觉等技术，在特种机器人装备、现代设施农业作业机器人等领域开展了广泛深入的研究工作，先后承担了国家重点研发计划、国家自然科学基金等近30余项，获得授权150余项发明专利。形成了典型的“一二三产业融合”的典型代表。入选“2020年中国智能制造十大科技进展”项目，这是设施农业领域的第一次入选，代表了此项技术在国内的领先地位，成果实现了工程实际应用及产业推广
成果资料
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