新乡市都市智能植物工厂重点实验室由计算机科学与技术学院牵头，在新乡市科学技术局和领导下，坚持以计算机学科主导的多学科交叉与深度融合的研究方向，面向科技农业、智慧农业、精准农业、现代农业。紧紧围绕社会对健康植物产品的关切与需求，研究都市城区清洁生产型农业可持续发展的重大科技问题，探索鲜食植物本地生产、就地销售的都市农业模式，以保障居民“菜篮子”安全为发展目标，推动城市持续可持续发展，提高城市复原力。

本实验室将从以下几个方向开展研究工作：

1．智能感知与环境精准调控研究

充分利用先进的传感器技术，通过优化设计的物联网实时监测和感知植物生长环境的各种参数，并获取植物生长的各种特征数据，智能感知环境与生长变化。根据感知大数据，借助大数据分析、人工智能及深度学习技术，智能感知植物对环境响应的规律，预测植物生长趋势。对植物生长环境进行智慧化的精准调控，以最小化的资源供应最大化地优化植物生长。研究的主要内容包括传感器技术与应用、物联网技术与植物工厂物联网设计、植物表型在线监测研究、植物工厂智能监测系统研发、智能水肥一体化灌溉系统研发、光环境精准调控技术研究、环境多因素耦合智能精准调控研究等。

2．植物工厂大数据构建与关联分析模型研究

将植物品种属性信息、影响植物生长的环境数据、植物实时生长数据以及植物工厂环境的气象数据等的多源多模态数据进行融合，构建植物工厂大数据，运用数据挖掘技术、深度学习算法等进行各种关联关系分析与预测模型研究，旨在利用大数据技术、数据分析和关联规则挖掘，优化植物工厂的生产流程、精准调控植物生长环境、促进植物生长、提高综合资源利用率。研究的主要内容包括数据采集与建模、数据处理与存储、关联分析模型和算法、预测与优化模型、可视化和决策支持系统等。

3．植物光调控与植物工厂光环境智能调控研究

通过对植物光调控机理机制的深入研究，探索植物工厂光环境的智能精准调控，提高植物生长效率，最大限度地优化产量和质量，从而达到减少电力能耗，提高综合资源利用率，降低生产成本之目的。研究的主要内容包括光合作用感知与机制、光信号转导与调节机制、光照对植物代谢与适应性影响、光照模拟与优化、光配方与光环境智能调控等。

4．植物生长模型构建与植物工厂环境耦合智能调控模型研究

植物生长模型的构建和植物工厂环境耦合智能调控模型的研究旨在整合植物生长模型与环境因素之间的关系，以实现植物工厂生产环境的智能化控制。研究的主要内容包括生理生态模型、生物学参数建模、模型耦合与智能控制、实时优化与反馈调节、资源优化利用与能源效率提升等。

5．植物工厂应用机器人及智能装备研究

植物工厂应用机器人和智能装备可帮助植物工厂实现自动化种植、监测和收获，提高作物产量、质量和生产效率，以及减少人工成本和资源浪费，对未来农业的智能化和可持续发展具有重要意义。其研究过程包括机器人技术、智能设备开发和植物工厂环境整合等多个阶段。研究的主要内容包括植物工厂室内定位技术、作业机器人技术、机器人和装备的功能研究、机器人与环境的互动、机器人智能决策研究等。

6．数字孪生植物工厂关键技术研究

利用数字化技术和数据模拟技术，在虚拟环境中建立植物工厂数字孪生（Digital Twin）模型，可以对植物生长环境和生产流程进行仿真、监测、优化和预测，对植物生长实现虚拟、模拟分析，并与真实的植物工厂综合管理控制与信息服务平台无缝对接，与实际生产作业管理一体化平滑调度。这种把植物生产种植管理和数字化技术深度融合的模式，能够有效优化植物工厂运营，提高生产效率，降低生产成本，将为现代农业的可持续性发展和生产效率提升带来更多创新和进步。研究的主要内容包括生产过程控制建模与仿真、虚拟栽培与生产管理无缝互作、智能化环境调控策略与优化模拟、运营策略建模与市场预测模拟分析、数字孪生模型构建等。

实验室拥有一支研发能力强、技术水平高、工程实践经验丰富的综合性专业科研研究团队。该团队由来自多学科的思维活跃、年富力强、有事业心、敢闯善干的教师、研究生、本科生以及国内植物工厂科技企业的骨干组成。现有专业教师和研究人员28人，职称、学历、年龄结构合理。在学历结构方面，有博士12人，硕士15人；在职称结构方面，有教授5人，副高职称11人。团队成员具有较扎实的基础理论和实践经验，均为长期从事计算机科学与技术、人工智能、智能信息处理、计算机视觉、模式识别和自动控制方面的教学和科研工作人员。

近3年来，本实验室研究人员主持省厅级科研项目和横向项目10多项，获省厅级科研成果奖3项，发表SCI、EI、中文核心论文20余篇，申请或授权专利10多件，获计算机软件著作权10余项。