科创中国
高密度水产养殖智能测控关键技术与装备研发应用
发布时间: 2025-10-27
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利,实用新型专利,软件著作权,新技术
行业领域：
农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动
成果介绍
本项目聚焦高密度水产养殖智能测控领域，旨在突破多源信息测控关键技术，解决高效生产与环境管控的核心矛盾，针对性攻克传统水质传感器无法检测新兴污染物、生物监测方法局限大、经验式投饵不精准三大挑战。
在水质检测方面，开发10余种参数的检测试剂配方及前处理技术，研发光谱感知全自动多参数检测设备；创新3种表面增强拉曼散射（SERS）技术，通过 Fe3O4@mTiO2 @AgNPs基底、GO/MWCNT复合膜银纳米星阵列等，实现养殖尾水抗生素与微塑料的原位高灵敏检测。
生物监测领域，提出3种鱼类健康与行为监测方法，引入运动角度特征评估游泳强度，构建流形向量学习鱼类异常行为检测模型及环境数据驱动的死亡率预测模型。
智能投饵方向，创新鱼类摄食需求量化方法，研发无人值守旋转式智能投喂系统，打造无人船、无人机投饵装备，集成导航、图像识别等技术，实现按需精准投饵与策略优化，构建综合管控平台，推动养殖智能化升级。
成果亮点
该成果聚焦高密度水产养殖智能测控核心痛点，技术创新突出且实用性强。水质检测上，突破传统传感器局限，创新3种表面增强拉曼散射（SERS）技术，Fe₃O₄@mTiO₂@AgNPs 基底可原位高灵敏检测喹诺酮类抗生素，检测限低至 1×10⁻⁹mol/L，回收率 82.9%-113.5%；GO/MWCNT复合膜银纳米星阵列对PS纳米塑料保留率达97.1%，还研发覆盖10余种参数的全自动检测设备，响应时间≤5min、误差≤±5%，打破国外垄断。生物监测实现突破，首创运动角度特征评估鱼类游泳强度，基于流形向量学习的模型可无监督识别鱼群异常行为，死亡率预测模型能1小时步长动态预警，准确率超93%。智能投饵方面，创新摄食需求量化方法，研发的旋转式智能投喂系统、无人船与无人机投饵装备，投饵均匀度达90%以上，较传统提升20%，且集成物联网管控平台，形成 “检测-决策-执行” 闭环。成果获10余项发明专利、3项软著，获多项国家级奖项，已落地数十个基地，经济产值近千万元，推动产业智能化升级。
团队介绍
该成果研发团队由南京农业大学汪小旵教授牵头，联合江苏省农机具开发应用中心、南京龙渊微电子科技有限公司、江苏叁拾叁智慧农业有限公司组建，是跨领域、全链条的产学研协作团队。汪小旵教授作为总负责人，深耕农业机械化工程领域，获高等学校科学研究优秀成果奖等荣誉，统筹技术框架设计与核心研发，贡献值90%；南京农业大学施印炎副教授、肖茂华教授为研究骨干，分别主导生物监测模型研发、检测装备工程化，获中国发明协会成果奖、全国农牧渔业丰收奖等，贡献值分别为85%、80%。江苏省农机具开发应用中心朱虹研究员级高工负责装备推广，组织多场技术演示；南京龙渊微电子陈勇正高工、毛宇鹏高级经济师，分别攻克传感器芯片技术、搭建物联网平台；江苏叁拾叁智慧农业刘卫民高级工程师推动投饵装备产业化。团队涵盖农业工程、微电子等多领域，获10余项发明专利，成果落地超10个项目，为水产养殖智能化提供坚实人才支撑。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团 (中国农业工程学会) 评价时间：2025-11-04
陈军
西北农林科技大学
教授
综合评价
从综合角度看，该科技成果在技术创新和成果转化方面均具有显著优势。通过创新表面增强拉曼散射（SERS）检测技术、基于流形向量学习的鱼类行为分析方法和智能投饵系统，构建了完整的水产养殖智能测控技术体系，有效解决了传统养殖中新兴污染物检测难、生物监测手段缺乏、投饵不精准等关键技术难题，标志着我国智慧水产养殖技术的提升。
市场前景方面，该成果可广泛应用于高密度池塘养殖、工厂化循环水养殖等多种模式，其核心设备国产化替代优势明显，推广潜力巨大。但在大规模应用前，还需进一步验证系统在不同养殖品种、复杂水体环境下的适应性和稳定性，降低可能存在的技术风险。
总体而言，该科技成果技术成熟度高、应用价值突出，投资风险可控、回报潜力可期，值得大力推广和持续投资支持。
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