发布时间：2024-03-13 来源：土壤肥料检测仪
现代农业生产中,土壤检测是一项重要工作。土壤“体检”设备越先进,越能提升效率、减小误差,进而科学指导农业生产。在合肥中科方舟机器人技术有限公司(以下简称中科方舟)的土壤无人检测实验室内,机械手臂在轨道上来回移动,称量、加液、振荡、过滤、离心、移液、消解、定容、检测……全流程自动化操控着土壤检测的每一个环节。
通过土壤检测指标的并行操作,实现大量土壤样品的同时处理,借助机器人自动化动作流程的优化调度,实现单日检测的高通量和短周期。这就是2023年安徽省第三批首台套重大技术装备——高通量土壤成分智能检测机器人装备。
土壤检测可以精准掌握土壤养分、pH值、重金属污染等数据,对现代农业生产具备极其重大意义。随国家对土壤质量的保护和管控,环境、农业等检验与监测服务行业市场需求量大幅度上升,解决大规模土壤检测自动化的关键瓶颈问题迫在眉睫。
然而现阶段,国内外土壤领域自动化检测尚不成熟,土壤样品全流程、全要素的智能化制样、前处理、检测、数据云分析等方面还没有能够完全满足市场化需求的技术产品,特别是市场关心的检验测试的数据的可溯源、真实性、可靠性的方面,缺乏技术方法来保障。
针对大规模土壤检测需求,实验室检测有必要进行大量的、复杂的、重复的人工前处理工作,不仅检测周期长、费时费力,且存在人工操作检测精度难以控制、稳定性与一致性难以保障等问题;此外,部分检测任务产生的粉尘、腐蚀性气体等对检测工作员的健康与安全也有不利影响。因而如何通过AI与机器人技术改变目前土壤检测中的手工比例高、自动化程度低的现状,是目前大规模土壤检测任务中急需解决的问题。
针对这样一些问题,中科方舟和中科合肥智慧农业谷有限责任公司秉承以“机器换人”的理念,合作升级研发出第七代高通量土壤成分智能检测机器人,为测土配方精准施肥、农业环境面源污染检测以及第三次全国土壤普查等大规模土壤检测提供全面的技术支撑。
高通量土壤成分智能检测机器人装备技术适用于农业、环境、地质等检测和监测领域的土壤成分自动化检测分析,可以轻松又有效提升土壤成分检测的精密度与准确度,明显提升检测效率,大幅度削减检测成本,有效解决了土壤检测全程周期长、人员投入密集、检测成本高、易受人工操作误差影响等难题。
“我们研发团队历时12年自主研发,先后完成7代产品的迭代与更新,包括土壤快速制样平台、土壤样品自动化前处理平台、自动化检验测试平台等,能够实现国家农业农村部、环保部、自然资源部相关40多项土壤理化指标的自动化前处理和检测流程,实现土壤检测实验室的高效、准确、信息化运行。”研发团队负责人刘宜介绍。
依托机器视觉、多臂协同以及优化调度算法等多项核心技术,这款历经12年研发出的测土机器人,每天最大能够检测1500个土壤理化指标,精密度达到90%以上。形成了机器人代人稳定、准确、高效的土壤检测新模式,实现土壤检测全程无人化连续运行,来保证了检测结果的高准确率,也大幅度的降低了检测的人工成本。
目前,装备已形成独立自主的知识产权体系,拥有知识产权50多项,其中,发明专利30项,实用新型专利15项,软件著作权10项,2项国际专利正在申请。
预计该产品未来产业化后将达到年产30台的生产能力,新增出售的收益1.2亿元,创税2300万元,利润2840万元;新增生产能力能更好地提升高品质加工件的需求,带动当地高端制造、智能装备等检测自动化设备上下游产业的发展,提高我国检测装备的市场竞争力。
为充分发挥中科院前沿技术创新引领作用,依托合肥市产业政策加持优势,合肥市与中科院合肥物质科学研究院共建“中科合肥智慧农业谷”。合肥中科方舟机器人技术有限公司由中科合肥智慧农业谷有限责任公司孵化,承接“智慧农业谷”科技成果产业化重任,专门干农业智能机器人的研发、生产和销售。
近年来,中科方舟在智慧农业谷平台优势基础上,顺延智慧农业谷和中科院、省内外高校及科研院所建立的良好产学研用合作伙伴关系,依靠强有力的科研实力和人才优势,加快新产品的开发。
下一步,中科方舟将立足首台套装备产品技术优势,在充分的发挥中科合肥智慧农业谷有限公司平台优秀资源的基础上,加大已建立的智能检测机器人一体化土壤成分检验测试中心的集成示范力度,拓宽首台套产品的应用市场。
预计未来3年内,高通量土壤成分智能检测机器人装备在安徽推广率将达30%,并以安徽省合肥市为开拓起点,通过建成省内产品场景案例示范应用榜样单位,逐步开拓国内市场;未来5年内,建立该产品全国省份销售网,服务于100家大型土壤检测实验室并同步建立土壤肥力大数据监管库,同时提升各类环境监视测定数据系统,形成土壤生态环境监视测定能力。
在此基础上,进一步拓展实验室智能化,将实验室智能化检测设备功能衍生至农产品、水质、肥料等农业和环境实验室检验测试领域,为推动发展优质高效的绿色农业提供动力。
