印度科学家开发出基于“遗传算法优化深度神经网络”(GA-DNN)的人工智能系统,结合手持式田间传感器(如GreenSeeker)实时采集NDVI、冠层温度与植株高度等数据,可提前高精度预测小麦产量。该系统在新德里与浦那3350份小麦基因型试验中表现优异,尤其在雨养条件下仍保持较高准确性,显著优于传统模型。研究成果发表于2026年2月《理论与应用遗传学》期刊,由ICAR-NBPGR等机构联合完成。该
人工智能模型助力早期小麦产量预测,赋能农业决策
科学家开发出一种基于人工智能的系统,可利用手持式田间传感器与深度学习技术,提前且高精度地预测小麦产量,该成果有望增强印度粮食安全规划能力。
科学家研发了一种基于人工智能的系统,能够借助手持式田间传感器和深度学习技术,实现对小麦产量的早期、高精度预测。(来源:HT)
该研究成果于2026年2月25日发表在《理论与应用遗传学》(Theoretical and Applied Genetics)期刊上,文章提出了一套将实时田间数据与先进人工智能相结合的框架,以提升作物产量预测的精确性。
本研究由印度农业研究委员会(ICAR)国家植物遗传资源研究所(NBPGR)所长Gyanendra Pratap Singh教授领衔,ICAR-印度农业统计研究所(IASRI)首席科学家Jyoti Kumari及Girish Kumar Jha共同参与;印度浦那阿格哈尔研究所(ARI)的Sudhir Navathe博士与Yashavantha Kumar博士,以及ICAR-印度农业研究所(IARI)的研究团队亦为关键合作者。
准确的产量预估对于保障粮食供应、稳定市场运行及制定相关政策至关重要。然而,传统方法——包括卫星遥感影像与统计作物模型——常受限于云层遮挡、空间分辨率不足,以及难以捕捉天气、土壤与遗传因素之间复杂的交互作用等挑战。
为弥补上述不足,研究人员构建了一种名为“遗传算法优化深度神经网络”(Genetic Algorithm-Optimised Deep Neural Network, GA-DNN)的混合型人工智能框架。该模型融合了深度神经网络(擅长从海量数据中识别复杂模式)与遗传算法(通过自然选择原理优化模型参数),从而显著提升预测性能。
Navathe指出:“该系统在持续学习植物性状与最终籽粒产量之间精细关联的过程中,不断自我优化,进而提高预测准确性。”
与传统方法不同,本研究采用近距传感技术——即使用手持或车载设备(如GreenSeeker传感器)——实时采集田间关键指标,包括归一化植被指数(NDVI,反映植株绿色度与活力)、冠层温度(表征植株胁迫状况)及植株高度(指示生物量增长情况)。
研究人员利用来自新德里与浦那地区3350份小麦基因型在灌溉与雨养条件下种植的实测数据训练AI模型。结果显示,在三个关键生育期(分蘖期/覆盖期、开花期与成熟期)获取的NDVI值是预测产量最可靠的指标;GA-DNN模型不仅优于传统机器学习模型,而且在雨养条件下仍能保持较高预测精度。
Navathe补充道:“该框架可嵌入数字化农事决策平台,为农民提供实时的灌溉与养分管理建议。”
该系统具备多重优势:育种工作者可尽早筛选出高产潜力品种;农户则能获得可靠、及时的收获前产量预判信息,从而科学调整生产策略,有效提升粮食安全保障水平。
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