把真实设施农业数字孪生工厂“搬”进课堂——以宏福现代农业产业园等基地的智农数字孪生平台与森农F10具身智能农业机器人为产业原型,贯通“感知—建模—调控—调度—优化”全链条,支撑大模型智能体导学与具身智能机器人作业实训。


农业是国民经济的基础,发展智慧农业、建设农业强国是国家重大战略。设施农业数字孪生工厂通过对温室环境、作物生长、智能装备与作业机器人的全面感知、精准映射、仿真推演与智能决策,实现果蔬生产全周期的无人化、精准化管理,已成为“未来制造”与智慧农业融合发展的重要方向。
行业急需大批既掌握数据科学与人工智能技术、又懂农业生产场景的复合型人才。本实验依托中国农业大学 3 个专业(方向)、嵌入 7 门课程,与北京森起科技有限公司共建,以企业在宏福现代农业产业园等基地落地运行的智农数字孪生平台、森农F10 具身智能农业机器人及系列智能装备为真实产业原型,遵循 OBE 成果导向与 CDIO 工程教育模式,让学生在可反复试错的虚拟工厂中完成大型综合训练。
有效破解“进不去、看不见、动不了、成本高、不可逆”的教学难题。
覆盖“感知—建模—调控—调度—优化”,由数字孪生工厂认知起步,逐级走向 AI 建模、具身智能机器人作业与多机协同运营优化。点击任意模块查看实训步骤与关键技术。
在 1:1 孪生园区自由漫游,认知温室、感知装备与森农F10 机器人的结构原理,完成拆装与参数匹配。
搭建温室与地形三维模型,布设传感器组建物联网络,配置长势监测站与无人机航线采集多光谱影像。
对数据清洗、标注、增广并划分数据集,选择网络与作物生长模型完成训练,用准确率、R²、RMSE 验证迭代。
设置环境阈值与联动规则,配置营养液配方与灌溉策略,AI 诊断病虫害并生成、比选绿色防控处方。
识别定位成熟果实、解算采摘点,完成 SLAM 与轨迹规划,仿真采摘、授粉、搬运、分拣、套袋等动作。
处置突发工况,运行 AI 估产与多方案投入产出、减碳分析,形成最优方案并完成报告答辩与互评。
按 CDIO 工程教育模式与布鲁姆认知规律构建“基础认知—实操训练—综合创新”路径,线上线下混合,课前导学、课中实训、课后答辩闭环。
实验场景、数据、装备与业务流程均来自企业真实项目——宏福现代农业产业园等基地的智农数字孪生平台、森农F10 具身智能农业机器人及 7 类智能农业装备,数据经脱敏处理,真正实现“上学即上岗、实训即实战”。点击图片查看大图。
平台 1:1 还原企业真实装备——森农F10 具身智能农业机器人,让学生在零风险、可重复的数字孪生环境中完成具身智能机器人的部署、调试与运维。
采用 B/S 模式与云渲染,自下而上由物理感知层、云边端协同层、数字孪生服务层、人工智能模型层、智能体层与智能应用层构成,并通过标准接口与“实验空间”(ilab-x)联通。
神农农业大模型数字人全程自然语言导学、无代码示教与实时纠错,系统自动生成能力画像与实验报告,并对综合方案进行答辩式追问。
覆盖 3 个专业(方向)、嵌入 7 门课程,每学年一轮、约 350 人;全过程留痕、客观可溯,并随“实验空间”面向合作院校、农业企业与新型职业农民开放。
提供预习测验、智能问答、过程记录、自动评分、报告生成与成绩发布全流程在线功能;配备 7×24 小时智能客服与在线工单,每年随企业技术迭代更新不少于 1 次。


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