近年來，隨著生物育種科研的深入，植物表型研究作為加速農作物種質資源精準鑒定、品種創制改良的關鍵環節，成為農業發達國家競相爭奪的戰略高地。搶占植物表型研究的科技制高點，對保障國家糧食安全、實現種業振興具有重大意義。

如何高通量、無損化采集植物表型數據，并實現數據結果高精度、多維度、可復現，是開展植物表型研究工作的核心問題。深耕智慧農業十余年，托普云農憑借在植物表型領域的深厚積累，整合多種先進的光譜成像技術，精研圖像識別、深度學習等農業AI算法，潛心研發高通量植物表型自動化采集與智能化分析平臺，為植物表型科研“數智”賦能。

專項團隊自研攻關，填補國內短板

植物表型研究是現代信息技術與農業科技的深度交叉融合，已被公認為是當前世界種業科技前沿和解決糧食安全問題的農業產業主戰場。然而長久以來，植物表型研究的關鍵裝備與核心算法被歐、美、日、澳等發達國家壟斷，國內科研機構在開展植物表型研究時，裝備儀器主要依賴進口，不僅價格昂貴受制于人，而且操作界面繁瑣，易用性差，部分數據分析功能需要用戶自主編程，一度成為制約我國植物表型研究發展的瓶頸。

為改變這一狀況，托普云農廣泛引進植物表型、AI算法等領域海內外高層次人才，組建表型專項研發團隊，從植物表型研究的真實痛點和需求出發，對標國際前沿技術，開展硬件、軟件、算法等全流程自主科研攻關，研發了一系列優質的表型研究智能裝備，實現不同生境下，植物器官、單株、群體等各尺度表型數據的高精度、高效率、高通量自動采集與智能化分析，有力填補了國內植物表型研究裝備短板。

軟硬件協同，打造表型研究“加速器”

植物表型性狀涵蓋廣泛，既包括植物形態、結構等肉眼可見的物理性狀指標，也包含光合作用、葉綠素含量等肉眼不可見的生理功能、生化組分等指標。基于在農業傳感器、物聯網、AI算法等領域的深厚積累，托普云農軟、硬件協同發力，打造高通量、高效率、高精度的植物表型采集分析平臺。

在硬件層面，托普云農高度整合可見光二維三維、高光譜、多光譜、紅外熱成像、激光雷達等先進成像技術，以及環境監測、自動稱重等多種高精度傳感器，實現針對糧食作物、經濟作物等不同類型植物的形態、顏色、紋理、長勢、組分含量等上百種表型指標的規范化表征，并支持針對特定作物、特定表型指標進行定制化開發及優化，滿足多樣化需求。

托普云農植物表型解析技術

在軟件層面，托普云農充分發揮AI圖像處理、深度學習等技術優勢，運用全自研算法打造植物表型智能解析平臺“TP-AIPheno”，創新性地將數據采集與解析流程集成在同一軟件中，實現采集、分析實時化、一體化完成，大大提升表型解析效率，現已做到可見光二維單株植物解析用時小于5秒，可見光三維單株植物解析用時小于2分鐘，高光譜單株植物解析用時小于5秒，打造表型研究“加速器”。

多元產品齊頭并進，為表型科研數智賦能

植物表型研究應用廣泛，涉及場景眾多。多年深耕之下，托普云農以科研端、產業端真實需求為導向，研發多元化植物表型儀器，涵蓋根、莖、葉、花、果實、種子等植物器官，以及植物單株、植物群體等不同尺度，并根據溫室、大棚、田間等科研環境，打造便攜式、箱體式、田間無人機、無人車、軌道機等多形態表型設備。與中國水稻研究所、中國農業科學院茶葉研究所、浙江省農業科學院、浙江大學等機構攜手，推動表型產品向科研端、產業端快速落地。

托普云農部分植物表型產品

例如，針對豆科植物根瘤分析難題，托普云農“植物根系分析系統”在測量根系形態、根尖數量等傳統表型指標的基礎上，能夠智能識別大豆、花生等豆科植物根瘤，精確計算根瘤數量，測量根瘤周長、面積、體積、半徑等數據；針對小麥、水稻、玉米等糧食作物，托普云農研發相應的“表型檢測系統”，通過多款硬件產品及手機端、PC端軟件的綜合應用，為品種篩選、長勢評估、產量預測、基因定位等工作提質增效。

在植物表型全系列產品研發過程中，托普云農先后承擔或參與多項國家級、省級研發課題項目，并取得國家發明專利23項、實用新型專利3項、軟件著作權7項。托普云農“高通量植物表型采集分析平臺”憑借表型指標覆蓋廣、解析精度高、效率高等創新優勢，榮獲“CISILE 2024自主創新金獎”。

托普云農“高通量植物表型采集分析平臺”榮獲 CISILE 2024 自主創新金獎

關注農業產學研一線，打造科企融合新樣板

作為國內智慧農業先行者，托普云農始終關注農業產、學、研一線，將物聯網、大數據、人工智能等現代信息技術與行業需求相結合，圍繞育種、栽培、植保、資環等場景，打造智能人工環境、表型采集與解析、農業環境監測、數字植保、園區智慧管理等眾多硬、軟件產品，并提供智能實驗室、試驗基地等從設計、建設到運營的一站式綜合解決方案，助力產、學、研裝備升級、模式升級。

基于強大的科技服務能力，托普云農先后助力建設崖州灣耐鹽堿水稻科研試驗基地、中國農業科學院國家南繁研究院種業創新中心植物艙、國家數字種植業水稻創新分中心基地、種質資源庫數字孿生平臺等大批優秀案例，創造科企融合新模式、新思路、新樣板。

托普云農助力農業科研基地與平臺建設

同時，托普云農積極探索構建“政產學研用”協同發展的產業生態，承擔十余項國家級、省級課題項目，與眾多農業院校、科研院所、農政管理部門開展關鍵技術聯合攻關；與中國水稻研究所達成戰略合作，共同成立“中稻—托普數字農業研究中心”，促進水稻產業融合發展；與中國工程院院士團隊開展產研合作，在農業AI模型、數字植保等領域推動科技成果落地轉化；與多所農業科研院校開展資源共享，人才交流互動等，推動農業領域“創新鏈、人才鏈、產業鏈”三鏈融合。

攜手共建“政產學研用”完整生態

科技創新是推動農業強國建設的重要引擎，托普云農將持續關注并服務農業產、學、研一線，以科技和服務助力裝備升級、模式升級、效率升級。期待與更多的農業科研院校共同打造校企、科企合作的新典范，攜手構建智慧農業生態，培養農業科技創新的新質力量。