在浙江温岭市新河镇的宏业装备食用菌环境控制系统实验基地,一位女博士的身影频繁穿梭。她是浙江机电职业技术大学教授虞佳佳,也是浙江宏业装备科技有限公司博士创新站负责人。
从电气控制技术到农业智能装备,从理论研究到产业落地,虞佳佳带领团队攻克食用菌工厂化生产的“卡脖子”难题,将人工智能“种”进菇房。
走出实验室
2006年,在北京交通大学攻读电气自动化与信息化本科的虞佳佳通过保研进入到浙江大学生物系统与食品科学学院,大四的毕业设计开始提前进入实验室学习。跟随导师团队在田间地头了解民情,这一年的经历让她毅然转向农业智能装备研究。在博士阶段,锚定“环境智能控制技术”,致力于用工程技术解决农业生产中的实际难题。
2021年,在一场学术会议上,虞佳佳结识了深耕食用菌装备的宏业装备董事长颜卫兵。当时,宏业装备已是双孢菇工厂化装备领域的龙头企业,但核心的智能环控技术仍依赖进口。颜卫兵的焦虑,恰恰与虞佳佳的研究方向不谋而合。两人从技术壁垒谈到产学研合作的可行性。颜卫兵当场邀请她参观宏业装备的工厂:“我们的车间就是最好的实验室!”
一周后,在温岭新河镇的工厂里,颜卫兵指着正在调试的进口环控设备感慨:“这套系统卖300万元,能耗还比国产的高20%。我们想造自己的‘大脑’,但缺数据、缺算法。”车间内,工人正手动调节菇房风阀,CO₂浓度波动导致双孢菇生长参差。
“高校有算法,企业有场景,我们为什么不联手建中国自己的生长模型?”这场对话,成为博士创新站合作的起点。
破局“卡脖子”
2022年,虞佳佳团队与宏业装备联合申报的“食用菌工厂化环境智能控制系统关键技术研究”项目正式启动。项目重点解决双孢菇现实生产应用中的“卡脖子”环节,瞄准“专精特新”,创新开发研制双孢菇工厂化智能成套装备,建立集配方、发酵、上料、采摘、下料等全流程的智能化技术体系。
然而,实验室的温湿度控制模型在工厂测试中遭遇“水土不服”。起初研发食用菌生产装备的温湿度控制系统时,实验室模型在仿真中表现良好,但与企业合作测试时发现:实际生产中,不同菌种(如木腐菌和草腐菌)对环境波动的敏感度差异远超预期,农户频繁手动干预导致设备能耗激增。
通过与企业工程师、种植户的实地讨论,虞佳佳重新定义了控制目标——不仅要“稳定”,还需“自适应多品类需求”。团队在控制模型中加入了菌种生长特性数据库和动态学习算法,产业反馈的价值由此体现。
在食用菌工厂化生产项目的推进中,虞佳佳团队面临多个“卡脖子”环节,主要集中在环境精准控制、设备适应性不足、智能化水平低、成本与维护门槛高四大痛点上。通过科研攻关与产业协同,团队针对这些问题提出了系统性解决方案,并取得显著成效。
针对食用菌生产中环境控制与种植工艺不匹配的问题,虞佳佳团队联合企业攻克了环境电气控制技术、嫁接补苗设备等难点,助力企业提升设备性能。比如双孢菇与杏鲍菇对温度、湿度、CO₂的需求截然不同,传统设备只能按固定区间调控。团队引入多菌种生长数据库,开发动态耦合模型,实现“一菌一策”精准调控,并通过仿生通风设计模拟自然风场,使CO₂分布均匀性提升40%。
产学深融合
自博士创新站成立以来,虞佳佳团队与宏业装备联合申报2项省市级科研项目,凭借“食用菌工厂化生产关键技术装备的创制与应用”项目成功申报浙江省科学技术进步奖二等奖。在攻关过程中,团队不仅破解了环境电气控制技术、嫁接补苗设备等“卡脖子”难题,还跨界研发出高质量牧草生产装备。
在人才培养与校企合作上,博士创新站和浙江机电职业技术大学等高校深度协作,共定培养计划、共享教学资源、联研项目,培育出大批复合型人才,同时联合企业高级工程师与资深海外高端技术人才,贯通公司与高校资源,分层培养行业不同梯度的技术人才。
目前,博士创新站团队累计申请发明专利2项,授权实用新型专利1项、软件著作权1项,发表高质量论文3篇,形成多项优秀科技成果。
如今,博士创新站已着手推广“共富菇房”模式。团队将通过分布式生产设施集群和数字平台,助力乡村电商产业发展,推动食用菌产业成为共同富裕示范区建设的重要载体。(来源:温岭市科协科技创新服务中心)