生物微納感知創(chuàng)新工坊：智慧農(nóng)業(yè)助力鄉(xiāng)村振興

□文/ 王 羽 浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心生物微納感知創(chuàng)新工坊

建設背景

黨的二十大報告首次提出“加快建設農(nóng)業(yè)強國”的新目標，明確到2035 年基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化歷程中，高新科技的運用正在不斷深入和加快，農(nóng)業(yè)智能感知、機器人等技術的創(chuàng)新與研發(fā)需求巨大，在保障糧食安全、搶占全球農(nóng)業(yè)制高點、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面有著不可替代的作用，具有極其重要的戰(zhàn)略意義。從世界范圍來看，美國國家科學院在《至2030 年推動食品與農(nóng)業(yè)研究的科學突破》中也將農(nóng)業(yè)傳感器技術和機器人技術列為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵核心技術。從社會效益來看，農(nóng)業(yè)傳感器和機器人技術的突破可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低農(nóng)村勞動力成本，從而促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，有助鄉(xiāng)村振興和實現(xiàn)共同富裕。

建設目標

2022年7月，杭州科創(chuàng)中心圍繞“微納”與“生態(tài)”，全新布局了一個新平臺，即生物微納感知創(chuàng)新工坊（以下簡稱“創(chuàng)新工坊”），由國際歐亞科學院院士、歐洲科學與藝術院院士、國家杰青獲得者、長江學者特聘教授、浙江省特級專家應義斌教授擔任領域首席科學家，致力于建立研究微納尺度下動物傳感器的創(chuàng)新型科研平臺，解決農(nóng)業(yè)傳感器關鍵技術與“卡脖子”難題；建立農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)平臺，突破非結構化環(huán)境下農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)的關鍵核心技術，形成具有自主知識產(chǎn)權的核心技術。

研究方向：農(nóng)業(yè)傳感器與機器人研究。

建設成效

■聚焦農(nóng)業(yè)感知與機器人，打造創(chuàng)新型科研平臺

聚焦農(nóng)業(yè)感知與機器人領域，著力建立研究微納尺度下動植物及致病微生物系統(tǒng)和面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境自動化智能化無人農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的創(chuàng)新型科研平臺。積極引進來自浙江大學、帝國理工學院等的優(yōu)秀人才，以及多位從海外頂尖高校獲得農(nóng)業(yè)機器人領域博士學位的歸國人才作為主要科研力量。利用生物材料、微納制造與加工、微納材料、生物傳感、芯片制造、柔性電子、集成電路、規(guī)劃控制、機器人學、具身智能等多學科交叉融合，圍繞健康養(yǎng)殖、設施農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等重要應用場景，開展動物傳感器、非結構化環(huán)境下農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)的關鍵核心技術等方向的研究，力爭建設國內(nèi)領先、國際一流的農(nóng)業(yè)傳感器和農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)平臺。

■堅持凝心聚力，解決領域內(nèi)關鍵難題

創(chuàng)新工坊下設農(nóng)業(yè)傳感器和農(nóng)業(yè)機器人兩大研究平臺，聚集青年人才、優(yōu)秀博士后、卓越工程師在內(nèi)的20 余名科研人才，突破農(nóng)業(yè)微納感知和機器人的關鍵核心技術，形成自主知識產(chǎn)權。通過提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化水平為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，對于解決糧食安全和可持續(xù)發(fā)展等全球挑戰(zhàn)以及實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和共同富裕至關重要。自成立以來，在動物生理生化信息微創(chuàng)感知、農(nóng)業(yè)致病微生物核酸信息基因編輯及擴增感知、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中多模態(tài)感知系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機器人運動規(guī)劃和智能控制、非結構化生物環(huán)境中的建圖和定位等方面深入開展研究工作。共發(fā)表高質(zhì)量SCI 論文數(shù)十篇，申請專利4 件，獲批國家級項目3個，省、市級項目3 個。在科技研究的基礎上構建形成“互作規(guī)律—機理研究—子系統(tǒng)研制—可行系統(tǒng)—田野試驗—可轉化的核心技術—產(chǎn)業(yè)化推廣應用”的發(fā)展思路。

未來展望

未來，生物微納感知創(chuàng)新工坊將抓準定位吸引更多人才，壯大團隊隊伍，為科研產(chǎn)出及成果轉化的推進打好基礎。同時將建設規(guī)劃系統(tǒng)性、有深度的實驗室，不遺余力地完善平臺建設的各個方面，并對團隊的建設和內(nèi)部管理進一步優(yōu)化調(diào)整，注重文化價值引導，為今后發(fā)展搭建平臺奠定基礎。■