自動化植物工廠的最新研究進(jìn)展有哪些
作者: 時間: 2025-09-25
以下是基于最新文獻(xiàn)與產(chǎn)業(yè)實踐的自動化植物工廠最新研究進(jìn)展，涵蓋核心技術(shù)突破、智能化升級及實際應(yīng)用案例，結(jié)合多篇權(quán)威來源信息綜合整理：
一、光環(huán)境調(diào)控技術(shù)
動態(tài)光配方數(shù)據(jù)庫
構(gòu)建了涵蓋72種作物、1238種光配方的數(shù)據(jù)庫，通過紅藍(lán)光比例動態(tài)調(diào)整（如生菜苗期藍(lán)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(tài)布光：根據(jù)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(dǎo)藥用植物次生代謝物積累。
節(jié)能光源創(chuàng)新
LED替代傳統(tǒng)熒光燈，結(jié)合光伏儲能與余熱回收（如鈦合金盤管加熱營養(yǎng)液），綜合能耗降低50%以上。
光-溫耦合技術(shù)：通過優(yōu)化光源布局與空調(diào)聯(lián)動，減少制冷負(fù)荷30%。
二、立體栽培與空間優(yōu)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(chǎn)蔬菜60噸（傳統(tǒng)種植的50–100倍），采用模塊化設(shè)計適配城市空間。
16層立體架構(gòu)：青島植物工廠通過環(huán)境控制技術(shù)節(jié)能50%，節(jié)水率達(dá)99%。
非耕地應(yīng)用擴展
植物工廠已成功在沙漠、海島、高原等極端環(huán)境部署，如沙特阿拉伯合作項目利用集裝箱式工廠實現(xiàn)荒漠種植。
三、全流程無人化與AI管控
機器人作業(yè)系統(tǒng)
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(yè)效率提升10倍。
AI視覺識別：實時監(jiān)測葉片顏色與生長狀態(tài)，自動調(diào)整光周期與營養(yǎng)液EC值（如生菜EC 1.0–2.4 mS/cm）。
智能決策平臺
通過深度學(xué)習(xí)構(gòu)建多因子協(xié)同模型，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)（溫濕度、CO?）毫秒級調(diào)控，管理成本降低30%。
數(shù)字孿生技術(shù)：預(yù)演設(shè)備運行與能耗分配，故障預(yù)警減少停機50%。
四、節(jié)能降耗與可持續(xù)技術(shù)
水肥閉環(huán)系統(tǒng)
NFT（營養(yǎng)液膜技術(shù)）與DFT（深液流）技術(shù)節(jié)水95%，營養(yǎng)液臭氧消毒+UV-C殺菌實現(xiàn)零污染排放。
微能源網(wǎng)：光伏+風(fēng)電+電池儲能，電價降至0.2–0.3元/千瓦時（傳統(tǒng)0.4–0.6元）。
熱管理優(yōu)化
CFD模擬氣流分布，層間溫差≤1℃；夏季濕簾-風(fēng)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(huán)境調(diào)控技術(shù)
動態(tài)光配方數(shù)據(jù)庫
構(gòu)建了涵蓋72種作物、1238種光配方的數(shù)據(jù)庫，通過紅藍(lán)光比例動態(tài)調(diào)整（如生菜苗期藍(lán)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(tài)布光：根據(jù)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(dǎo)藥用植物次生代謝物積累。
節(jié)能光源創(chuàng)新
LED替代傳統(tǒng)熒光燈，結(jié)合光伏儲能與余熱回收（如鈦合金盤管加熱營養(yǎng)液），綜合能耗降低50%以上。
光-溫耦合技術(shù)：通過優(yōu)化光源布局與空調(diào)聯(lián)動，減少制冷負(fù)荷30%。
二、立體栽培與空間優(yōu)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(chǎn)蔬菜60噸（傳統(tǒng)種植的50–100倍），采用模塊化設(shè)計適配城市空間。
16層立體架構(gòu)：青島植物工廠通過環(huán)境控制技術(shù)節(jié)能50%，節(jié)水率達(dá)99%。
非耕地應(yīng)用擴展
植物工廠已成功在沙漠、海島、高原等極端環(huán)境部署，如沙特阿拉伯合作項目利用集裝箱式工廠實現(xiàn)荒漠種植。
三、全流程無人化與AI管控
機器人作業(yè)系統(tǒng)
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(yè)效率提升10倍。
AI視覺識別：實時監(jiān)測葉片顏色與生長狀態(tài)，自動調(diào)整光周期與營養(yǎng)液EC值（如生菜EC 1.0–2.4 mS/cm）。
智能決策平臺
通過深度學(xué)習(xí)構(gòu)建多因子協(xié)同模型，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)（溫濕度、CO?）毫秒級調(diào)控，管理成本降低30%。
數(shù)字孿生技術(shù)：預(yù)演設(shè)備運行與能耗分配，故障預(yù)警減少停機50%。
四、節(jié)能降耗與可持續(xù)技術(shù)
水肥閉環(huán)系統(tǒng)
NFT（營養(yǎng)液膜技術(shù)）與DFT（深液流）技術(shù)節(jié)水95%，營養(yǎng)液臭氧消毒+UV-C殺菌實現(xiàn)零污染排放。
微能源網(wǎng)：光伏+風(fēng)電+電池儲能，電價降至0.2–0.3元/千瓦時（傳統(tǒng)0.4–0.6元）。
熱管理優(yōu)化
CFD模擬氣流分布，層間溫差≤1℃；夏季濕簾-風(fēng)機降溫4–10℃，冬季地源熱泵保溫。
文章來源：葉菜俠科技