11月2日下午，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院與中科合肥智能育種加速器創(chuàng)新研究院聯(lián)合發(fā)布全鏈條機(jī)器人育種家“小?！焙汀昂０栽O(shè)施”小麥快速育種商業(yè)化服務(wù)平臺(tái)。這標(biāo)志著我國(guó)在智能育種裝備與工程化應(yīng)用上邁出關(guān)鍵一步。

智能育種

“小?！庇伤膫€(gè)艙體組成——離子艙、逆境艙、表型艙和加代艙。離子艙內(nèi)，離子束在真空中穿梭，為種子“定向變異”，這一步像讓種子經(jīng)歷一次加速版的“自然進(jìn)化”。緊接著，是逆境艙，這里的溫度、濕度、光照都在不斷變化，模擬四季的真實(shí)環(huán)境，甚至還包括高溫、干旱、鹽堿等極端環(huán)境。進(jìn)入表型艙后，光譜掃描儀會(huì)捕捉葉片反射的細(xì)微變化，AI算法實(shí)時(shí)分析其基因表達(dá)。最后是加代艙，那里的燈光略顯昏黃，樣本被整齊插入托架。加代艙讓育種周期從“一年一季”變成“兩月一代”，一間艙體一年能完成6至7代實(shí)驗(yàn)。

在中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所副所長(zhǎng)黃河看來(lái)，這套系統(tǒng)的關(guān)鍵，不只是提速，更是用數(shù)據(jù)替代經(jīng)驗(yàn)——過(guò)去，科研人員憑肉眼判斷植株性狀，容易受主觀偏差影響；現(xiàn)在，機(jī)器人自動(dòng)采集上百萬(wàn)條數(shù)據(jù)，從苗期到成熟期全程記錄，AI算法通過(guò)數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)識(shí)別優(yōu)良突變體，讓種子“看不見(jiàn)的潛力”得以呈現(xiàn)。

隱形難題

在“小?！眴?wèn)世前，黃河帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)花了兩年時(shí)間做一件事——積累數(shù)據(jù)。

“要讓AI學(xué)會(huì)選種，得先讓它‘看’得夠多?！秉S河說(shuō)。

從種子破土起，科研人員就開(kāi)始記錄葉片顏色、株高變化、溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等上萬(wàn)條參數(shù)?！坝N靠數(shù)據(jù)，AI靠樣本。如果原始數(shù)據(jù)有誤，算法的偏差就會(huì)被放大，育出來(lái)的品種可能全錯(cuò)。”黃河解釋。

他們幾乎整整兩年都在“看麥子”——出苗、開(kāi)花、成熟，重復(fù)記錄、比對(duì)、驗(yàn)證。

真正的難點(diǎn)不在技術(shù)，而在“顆粒度對(duì)齊”。

“小?！笔且粋€(gè)多學(xué)科交叉工程：算法、離子誘變、機(jī)械控制、農(nóng)業(yè)育種，不同領(lǐng)域的人說(shuō)著不同的語(yǔ)言。

“比如農(nóng)學(xué)家說(shuō)‘F2代’，我們一開(kāi)始根本不知道是啥?！秉S河笑著說(shuō)，“他們講‘抽穗期’，我們得查資料才能明白；而我們提‘?dāng)?shù)據(jù)維度’，他們又一頭霧水?！?/p>

這種溝通成了最大的“隱形難題”。

“平均一天三到五個(gè)會(huì)是常態(tài)，周末也經(jīng)常加班?！秉S河說(shuō)，“團(tuán)隊(duì)年輕，平均30多歲，干勁十足?！?/p>

他認(rèn)為，這正是“十五五”規(guī)劃建議提出的“加強(qiáng)人才協(xié)作，優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)，促進(jìn)人才區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展”的生動(dòng)體現(xiàn)——不同學(xué)科的人才在一個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)上深度協(xié)作、彼此成就，共同支撐國(guó)家關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

未來(lái)方向

“小?！敝皇且粋€(gè)開(kāi)端。黃河和團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)更龐大的系統(tǒng)——“海霸設(shè)施”，即“智能育種工程化平臺(tái)”。

這座計(jì)劃于2027年建成的“科學(xué)裝置”，年育種能力可達(dá)300萬(wàn)株，將有望成為全球首個(gè)面向農(nóng)業(yè)全鏈條的智能育種基地。

在團(tuán)隊(duì)的規(guī)劃里，未來(lái)的“海霸”不僅能服務(wù)小麥、水稻、大豆等主糧作物，還能擴(kuò)展到花卉、中藥材等經(jīng)濟(jì)作物領(lǐng)域，構(gòu)建覆蓋“從基因到產(chǎn)業(yè)”的全鏈條智能育種體系。

“現(xiàn)在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的種業(yè)研發(fā)，還停留在手工作坊式?！秉S河坦言，“哪怕是上市企業(yè)，他們的研發(fā)依然依賴人工篩選、人工記錄。我們做‘海霸’，就是要讓育種實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化和工程化?！?/p>

在他看來(lái)，這不僅是一場(chǎng)技術(shù)升級(jí)，更是一場(chǎng)關(guān)于未來(lái)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)性變革。

“我們希望智能育種成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力樣本?！秉S河說(shuō)，“從AI算法、自動(dòng)化裝備，到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的種業(yè)鏈條，都是產(chǎn)業(yè)未來(lái)的重要方向?！?/p>

市科技局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在“十五五”時(shí)期，合肥將持續(xù)完善科技創(chuàng)新體制機(jī)制，強(qiáng)化原始創(chuàng)新策源能力，推進(jìn)更多科技成果轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力。（卞怡菲）