

智能化植物工廠外形如同集裝箱。
無需陽光土壤,作物依然能茁壯生長!在閩侯縣上街鎮(zhèn)的福州大學(xué)國家大學(xué)科技園,一支科研團(tuán)隊?wèi){借自主研發(fā)的智能化植物工廠,創(chuàng)造了這一奇跡。
智能化植物工廠利用全光譜植物生長補光燈來模擬陽光。
大數(shù)據(jù)算法+精準(zhǔn)調(diào)控
水稻育秧周期大大縮短
智能化植物工廠是福建塔洛斯科技有限公司歷經(jīng)5年自主研發(fā)的項目。22日,記者探訪了這家企業(yè)。
公司負(fù)責(zé)人佘翔宇介紹,“塔洛斯科技”是一家專注于大數(shù)據(jù)與人工智能核心技術(shù)研發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè),涵蓋軟件開發(fā)、硬件開發(fā)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、造型設(shè)計、環(huán)境空間設(shè)計等技術(shù)支持,擁有30余項專利軟件著作權(quán),主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電力及新能源領(lǐng)域。公司研發(fā)團(tuán)隊由15名平均年齡僅25歲的年輕人組成,多畢業(yè)于福州大學(xué)城的各個高校。
記者看到,智能化植物工廠以集裝箱的形式呈現(xiàn),長12米、寬2.4米、高2.8米。據(jù)介紹,該工廠搭載先進(jìn)的人工氣候系統(tǒng),集成了智能化光質(zhì)研究設(shè)備、潮汐式水栽培技術(shù)、智能化人工氣候控制系統(tǒng)及生物反應(yīng)矩陣等多項自主研發(fā)的技術(shù)與產(chǎn)品。
智能化植物工廠內(nèi),水稻長勢良好。受訪單位供圖
“在集裝箱式智能化植物工廠,不靠陽光、無需土壤、不灑農(nóng)藥,僅通過大數(shù)據(jù)算法,精準(zhǔn)調(diào)控溫度、濕度、光照以及二氧化碳濃度等參數(shù),就能實現(xiàn)植物在完全工廠化環(huán)境下高效生長,不僅提高產(chǎn)量,還提升了品質(zhì)。”佘翔宇表示。
以水稻為例,佘翔宇介紹植物工廠如何為作物提供最佳生長環(huán)境。
科研團(tuán)隊提前獲取水稻生長的基礎(chǔ)環(huán)境需求數(shù)據(jù)。隨后,通過系統(tǒng)設(shè)定,植物工廠精準(zhǔn)模擬出水稻在自然環(huán)境中所需的最適宜光譜和光照強度;模擬水稻生長過程中的溫度波動,比如在光照最強時溫度應(yīng)該是多少,而在沒有光照時溫度又應(yīng)該是多少,以每20毫秒檢測一次的頻率,實時智能化調(diào)節(jié)控制環(huán)境溫度;通過微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),設(shè)置適宜的二氧化碳濃度和濕度。此外,工廠內(nèi)部還配備了光催化滅菌系統(tǒng)和三重過濾器。這些設(shè)施在管理得當(dāng)?shù)那闆r下,能夠有效避免水稻在生長過程中受到病害和蟲害的侵?jǐn)_。
實驗數(shù)據(jù)顯示,在植物工廠內(nèi),水稻的育秧周期由田間種植所需的30多天縮短到18天。
智能化植物工廠內(nèi),技術(shù)人員調(diào)試設(shè)備。
多學(xué)科融合
探索多元化應(yīng)用
佘翔宇坦言,植物工廠技術(shù)難點在于學(xué)科融合,涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造、化工機(jī)械、算法研究、軟硬件開發(fā)、基礎(chǔ)化學(xué)、光電、通信等領(lǐng)域。例如,溫度調(diào)控需對氣流流速、風(fēng)口溫度、溫度波動等指標(biāo)精確控制,需重新設(shè)計蒸發(fā)器、冷凝器、風(fēng)道等。植物生長所需的光譜,需要覆蓋UV波段到遠(yuǎn)紅光波段,而不能單純依靠藍(lán)光+黃色色粉激發(fā)或紅藍(lán)配比來實現(xiàn)。
佘翔宇介紹,集裝箱式智能化植物工廠因模塊化設(shè)計、便于運輸、可移動等優(yōu)點,能廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)等領(lǐng)域,特別適用于高原、海島、寒區(qū)等極端氣候地區(qū)。目前,植物工廠已遠(yuǎn)銷西藏等高海拔地區(qū),助力珍稀物種、野生中藥材保護(hù)與繁育。同時,新加坡、泰國、加拿大、新西蘭等國家的企業(yè)也有購買意向。
佘翔宇表示,作為一支年輕化的科研團(tuán)隊,他們的優(yōu)勢在于天馬行空的科研想法。除了集裝箱式智能化植物工廠,他們還在不斷探索集裝箱的多元化應(yīng)用場景,如氫能工作站、創(chuàng)意商業(yè)街、創(chuàng)意民宿、樣板房等,賦能更多企業(yè)、行業(yè),為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展注入新的活力與動力。
據(jù)介紹,目前,這支科研團(tuán)隊正與福建醫(yī)科大學(xué)等高校合作,研發(fā)手術(shù)機(jī)器人作為教學(xué)機(jī)器,其工作原理主要是采用與《黑神話:悟空》同款的開發(fā)引擎虛幻5來模擬手術(shù)場景,給學(xué)生用來實操,彌補行業(yè)空白;研發(fā)休養(yǎng)艙,則是給運動員提供一個富氧等環(huán)境,促進(jìn)其身體機(jī)能的快速修復(fù)。(記者 陳木易 通訊員 陳秋霞 陳世滎/文 記者 林雙偉/攝)