自動化植物工廠的最新研究進展有哪些
作者: 時間: 2025-09-25
以下是基于最新文獻與產業實踐的自動化植物工廠最新研究進展，涵蓋核心技術突破、智能化升級及實際應用案例，結合多篇權威來源信息綜合整理：
一、光環境調控技術
動態光配方數據庫
構建了涵蓋72種作物、1238種光配方的數據庫，通過紅藍光比例動態調整（如生菜苗期藍光70%、生長期紅光80%），縮短生長周期50%以上，光效提升56%。
分段式動態布光：根據作物生長階段自動切換光譜，如成都20層垂直植物工廠采用近紫外光誘導藥用植物次生代謝物積累。
節能光源創新
LED替代傳統熒光燈，結合光伏儲能與余熱回收（如鈦合金盤管加熱營養液），綜合能耗降低50%以上。
光-溫耦合技術：通過優化光源布局與空調聯動，減少制冷負荷30%。
二、立體栽培與空間優化
超高層垂直種植
成都建成20層垂直植物工廠，土地利用率提升120倍，單位面積年產蔬菜60噸（傳統種植的50–100倍），采用模塊化設計適配城市空間。
16層立體架構：青島植物工廠通過環境控制技術節能50%，節水率達99%。
非耕地應用擴展
植物工廠已成功在沙漠、海島、高原等極端環境部署，如沙特阿拉伯合作項目利用集裝箱式工廠實現荒漠種植。
三、全流程無人化與AI管控
機器人作業系統
六軸機械臂完成播種、移栽、采收（誤差<2mm），AGV小車運輸，全流程無人化作業效率提升10倍。
AI視覺識別：實時監測葉片顏色與生長狀態，自動調整光周期與營養液EC值（如生菜EC 1.0–2.4 mS/cm）。
智能決策平臺
通過深度學習構建多因子協同模型，實現環境參數（溫濕度、CO?）毫秒級調控，管理成本降低30%。
數字孿生技術：預演設備運行與能耗分配，故障預警減少停機50%。
四、節能降耗與可持續技術
水肥閉環系統
NFT（營養液膜技術）與DFT（深液流）技術節水95%，營養液臭氧消毒+UV-C殺菌實現零污染排放。
微能源網：光伏+風電+電池儲能，電價降至0.2–0.3元/千瓦時（傳統0.4–0.6元）。
熱管理優化
CFD模擬氣流分布，層間溫差≤1℃；夏季濕簾-風機降溫4–10℃，冬季地源熱泵保溫。
文章來源：葉菜俠科技
一、光環境調控技術
動態光配方數據庫
構建了涵蓋72種作物、1238種光配方的數據庫，通過紅藍光比例動態調整（如生菜苗期藍光70%、生長期紅光80%），縮短生長周期50%以上，光效提升56%。
分段式動態布光：根據作物生長階段自動切換光譜，如成都20層垂直植物工廠采用近紫外光誘導藥用植物次生代謝物積累。
節能光源創新
LED替代傳統熒光燈，結合光伏儲能與余熱回收（如鈦合金盤管加熱營養液），綜合能耗降低50%以上。
光-溫耦合技術：通過優化光源布局與空調聯動，減少制冷負荷30%。
二、立體栽培與空間優化
超高層垂直種植
成都建成20層垂直植物工廠，土地利用率提升120倍，單位面積年產蔬菜60噸（傳統種植的50–100倍），采用模塊化設計適配城市空間。
16層立體架構：青島植物工廠通過環境控制技術節能50%，節水率達99%。
非耕地應用擴展
植物工廠已成功在沙漠、海島、高原等極端環境部署，如沙特阿拉伯合作項目利用集裝箱式工廠實現荒漠種植。
三、全流程無人化與AI管控
機器人作業系統
六軸機械臂完成播種、移栽、采收（誤差<2mm），AGV小車運輸，全流程無人化作業效率提升10倍。
AI視覺識別：實時監測葉片顏色與生長狀態，自動調整光周期與營養液EC值（如生菜EC 1.0–2.4 mS/cm）。
智能決策平臺
通過深度學習構建多因子協同模型，實現環境參數（溫濕度、CO?）毫秒級調控，管理成本降低30%。
數字孿生技術：預演設備運行與能耗分配，故障預警減少停機50%。
四、節能降耗與可持續技術
水肥閉環系統
NFT（營養液膜技術）與DFT（深液流）技術節水95%，營養液臭氧消毒+UV-C殺菌實現零污染排放。
微能源網：光伏+風電+電池儲能，電價降至0.2–0.3元/千瓦時（傳統0.4–0.6元）。
熱管理優化
CFD模擬氣流分布，層間溫差≤1℃；夏季濕簾-風機降溫4–10℃，冬季地源熱泵保溫。
文章來源：葉菜俠科技