上海开放大学研发无人机温室作物监测系统入选“一带一路”十大人工智能应用场景

在科技飞速发展的时代，各国之间的合作与技术交流显得愈发重要。2023年6月16日，由科学技术部、四川省和重庆市人民共同主办的第二届“一带一路”科技交流大会在成都隆重召开。本次大会的主题围绕“人工智能赋能可持续发展”，旨在为国际社会提供一个开放的合作，推动人工智能在各领域的应用与发展。值得一提的是，在大会上发布的“‘一带一路’十大人工智能应用场景”中，由上海开放大学自主研发的无人机温室作物精准表型监测系统成功入选，成为本次评选中唯一一个来自上海地区的智慧农业项目。

该监测系统是一项基于无人机与多模态传感技术的创新性研究成果。系统运用了多项先进技术，集成了无人机自主飞行、高精度定位以及AI分析能力，能够在温室内部进行高通量、无损的数据采集。无人机通过获取作物群体的各种信息，包括图像、光谱及温度等，对每一株植物的生长、营养及水分状况进行准确监测。这一系统还结合了定点植株汁液离子浓度的原位精准检测，通过深度学习及Transformer大模型等AI技术，对海量、多源异构数据进行融合分析。这一切都使得该系统能够准确解析作物的生长势头、营养状态及水分胁迫程度，推动温室作物管理从传统的“经验管理”向基于实时需求的“对话式”精准管理转变。

此次研发的无人机监测系统不仅显著提高了温室作物的产量和品质，还有效优化了资源的利用效率。通过精准的水肥管理，系统能够实现节水、节肥和节能的目的，同时大幅降低了人力成本。这一系统已经在上海与江苏的多个合作基地投入使用，为“一带一路”倡议下的国家提供了一套可复制且具成本效益的先进智能化解决方案，对促进地区农业产业升级和粮食安全保障起到了积极作用。

上海开放大学的这一创新项目，首次将集成定位、感知与人工智能的无人机系统普及应用于复杂温室中的作物高通量表型研究。这一突破性工作有效地克服了传统大型固定式表型如龙门架所面临的高昂成本、灵活性不足、覆盖范围有限且不适合高秆作物的缺点。通过在实际的生产基地进行验证，系统的应用展示了“无人机+AI”如何为温室的精细化管理注入新动力，提升农业生产效率。

在技术实现方面，该监测系统采用了独特的融合导航方案，首次结合了一维激光绝对定位与三维差分UWB相对定位，有效解决了无人机在复杂温室环境下进行厘米级精准稳定低成本自主飞行的难题。系统还将无人机的宏观遥感技术与新型固态离子电极的微创快速离子检测技术相结合，形成了“群体-个体”“宏观-微观”多尺度、多模态的数据采集策略，为准确解析作物的营养状态提供了独特而可靠的基础。

为推动技术的进一步应用与推广，上海开放大学不仅在无人机制造、传感器研发、AI算法以及农业信息化等领域联合了多家实力单位，共同组建了技术研发及推广的产业联盟。这些努力集中在技术工程化、产品化及市场推广和客户服务等方面，为该无人机监测系统的广泛应用提供了有力支持。

此次入选“‘一带一路’十大人工智能应用场景”，不仅是对上海开放大学科研能力的高度认可，更彰显了学校在全球范围内推动科技成果普惠共享的责任感与使命感。未来，随着国际合作的不断深化，该无人机温室作物监测系统有望在更多国家和地区落地实施，为全球的农业现代化做出贡献。