近年来，随着生物育种科研的深入，植物表型研究作为加速农作物种质资源精准鉴定、品种创制改良的关键环节，成为农业发达国家竞相争夺的战略高地。抢占植物表型研究的科技制高点，对保障国家粮食安全、实现种业振兴具有重大意义。
如何高通量、无损化采集植物表型数据，并实现数据结果高精度、多维度、可复现，是开展植物表型研究工作的核心问题。深耕智慧农业十余年，托普云农凭借在植物表型领域的深厚积累，整合多种先进的光谱成像技术，精研图像识别、深度学习等农业AI算法，潜心研发高通量植物表型自动化采集与智能化分析平台，为植物表型科研“数智”赋能。
植物表型研究是现代信息技术与农业科技的深度交叉融合，已被公认为是当前世界种业科技前沿和解决粮食安全问题的农业产业主战场。然而长久以来，植物表型研究的关键装备与核心算法被欧、美、日、澳等发达国家垄断，国内科研机构在开展植物表型研究时，装备仪器主要依赖进口，不仅价格昂贵受制于人，而且操作界面繁琐，易用性差，部分数据分析功能需要用户自主编程，一度成为制约我国植物表型研究发展的瓶颈。
为改变这一状况，托普云农广泛引进植物表型、AI算法等领域海内外高层次人才，组建表型专项研发团队，从植物表型研究的真实痛点和需求出发，对标国际前沿技术，开展硬件、软件、算法等全流程自主科研攻关，研发了一系列优质的表型研究智能装备，实现不同生境下，植物器官、单株、群体等各尺度表型数据的高精度、高效率、高通量自动采集与智能化分析，有力填补了国内植物表型研究装备短板。
植物表型性状涵盖广泛，既包括植物形态、结构等肉眼可见的物理性状指标，也包含光合作用、叶绿素含量等肉眼不可见的生理功能、生化组分等指标。基于在农业传感器、物联网、AI算法等领域的深厚积累，托普云农软、硬件协同发力，打造高通量、高效率、高精度的植物表型采集分析平台。
在硬件层面，托普云农高度整合可见光二维三维、高光谱、多光谱、红外热成像、激光雷达等先进成像技术，以及环境监测、自动称重等多种高精度传感器，实现针对粮食作物、经济作物等不同类型植物的形态、颜色、纹理、长势、组分含量等上百种表型指标的规范化表征，并支持针对特定作物、特定表型指标进行定制化开发及优化，满足多样化需求。
托普云农植物表型解析技术
在软件层面，托普云农充分发挥AI图像处理、深度学习等技术优势，运用全自研算法打造植物表型智能解析平台“TP-AIPheno”，创新性地将数据采集与解析流程集成在同一软件中，实现采集、分析实时化、一体化完成，大大提升表型解析效率，现已做到可见光二维单株植物解析用时小于5秒，可见光三维单株植物解析用时小于2分钟，高光谱单株植物解析用时小于5秒，打造表型研究“加速器”。
植物表型研究应用广泛，涉及场景众多。多年深耕之下，托普云农以科研端、产业端真实需求为导向，研发多元化植物表型仪器，涵盖根、茎、叶、花、果实、种子等植物器官，以及植物单株、植物群体等不同尺度，并根据温室、大棚、田间等科研环境，打造便携式、箱体式、田间无人机、无人车、轨道机等多形态表型设备。与中国水稻研究所、中国农业科学院茶叶研究所、浙江省农业科学院、浙江大学等机构携手，推动表型产品向科研端、产业端快速落地。
托普云农部分植物表型产品
例如，针对豆科植物根瘤分析难题，托普云农“植物根系分析系统”在测量根系形态、根尖数量等传统表型指标的基础上，能够智能识别大豆、花生等豆科植物根瘤，精确计算根瘤数量，测量根瘤周长、面积、体积、半径等数据；针对小麦、水稻、玉米等粮食作物，托普云农研发相应的“表型检测系统”，通过多款硬件产品及手机端、PC端软件的综合应用，为品种筛选、长势评估、产量预测、基因定位等工作提质增效。
在植物表型全系列产品研发过程中，托普云农先后承担或参与多项国家级、省级研发课题项目，并取得国家发明专利23项、实用新型专利3项、软件著作权7项。托普云农“高通量植物表型采集分析平台”凭借表型指标覆盖广、解析精度高、效率高等创新优势，荣获“CISILE 2024自主创新金奖”。
托普云农“高通量植物表型采集分析平台”荣获 CISILE 2024 自主创新金奖
作为国内智慧农业先行者，托普云农始终关注农业产、学、研一线，将物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与行业需求相结合，围绕育种、栽培、植保、资环等场景，打造智能人工环境、表型采集与解析、农业环境监测、数字植保、园区智慧管理等众多硬、软件产品，并提供智能实验室、试验基地等从设计、建设到运营的一站式综合解决方案，助力产、学、研装备升级、模式升级。
基于强大的科技服务能力，托普云农先后助力建设崖州湾耐盐碱水稻科研试验基地、中国农业科学院国家南繁研究院种业创新中心植物舱、国家数字种植业水稻创新分中心基地、种质资源库数字孪生平台等大批优秀案例，创造科企融合新模式、新思路、新样板。
托普云农助力农业科研基地与平台建设
同时，托普云农积极探索构建“政产学研用”协同发展的产业生态，承担十余项国家级、省级课题项目，与众多农业院校、科研院所、农政管理部门开展关键技术联合攻关；与中国水稻研究所达成战略合作，共同成立“中稻—托普数字农业研究中心”，促进水稻产业融合发展；与中国工程院院士团队开展产研合作，在农业AI模型、数字植保等领域推动科技成果落地转化；与多所农业科研院校开展资源共享，人才交流互动等，推动农业领域“创新链、人才链、产业链”三链融合。
携手共建“政产学研用”完整生态
科技创新是推动农业强国建设的重要引擎，托普云农将持续关注并服务农业产、学、研一线，以科技和服务助力装备升级、模式升级、效率升级。期待与更多的农业科研院校共同打造校企、科企合作的新典范，携手构建智慧农业生态，培养农业科技创新的新质力量。
