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　　人工智能如何帶“火”農(nóng)業(yè)

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在底肥里添加油渣，是紀(jì)榮喜（前）種植草莓的秘方?！∧鹿Αz

7月20日清晨，全國(guó)勞動(dòng)模范紀(jì)榮喜起了個(gè)大早，收拾行囊從江蘇鎮(zhèn)江趕往云南昆明。同他一起上飛機(jī)的，除了鎮(zhèn)江市的幾位草莓種植“高手”外，還有一大包農(nóng)家肥和鏟子等農(nóng)具——這是他為參加第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽準(zhǔn)備的“裝備”。

7月22日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多共同發(fā)起的第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽在昆明正式啟動(dòng)。自大賽啟動(dòng)招募開(kāi)始，吸引了來(lái)自全球超過(guò)17支AI（人工智能）隊(duì)伍，超過(guò)108人報(bào)名。經(jīng)過(guò)激烈的初賽答辯及評(píng)審，最終，4支“AI隊(duì)伍”進(jìn)入決賽。與他們一起較量的，是紀(jì)榮喜勞模工作隊(duì)、圣野漿果富民隊(duì)、艷九天巾幗隊(duì)、神農(nóng)小隊(duì)等4支由國(guó)內(nèi)頂尖草莓農(nóng)人組成的隊(duì)伍。

在接下來(lái)4個(gè)月，54位選手將在位于昆明市富民縣的國(guó)家高原云果產(chǎn)業(yè)園內(nèi)開(kāi)展高原草莓“人機(jī)”種植競(jìng)賽，探索“傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)”與“人工智能”的結(jié)合之道，最終得到可復(fù)制的本土化數(shù)字農(nóng)業(yè)解決方案。

資深農(nóng)人帶著“秘方”來(lái)參賽

記者在23日的比賽現(xiàn)場(chǎng)看到，8個(gè)全透明的獨(dú)立溫室內(nèi)各有6條10米的基質(zhì)槽用于種植草莓，目前草莓苗已全部定植完畢。

主辦方介紹，為保持比賽的公平性，選手所使用的草莓均是由云南農(nóng)業(yè)科學(xué)院統(tǒng)一提供的“章姬”品種。大賽提供標(biāo)準(zhǔn)版的基質(zhì)、水肥，參賽團(tuán)隊(duì)也可根據(jù)自身需求調(diào)配，最終進(jìn)行成本核算。

“農(nóng)人隊(duì)”的溫室為傳統(tǒng)鋼架地栽溫棚，配備定比施肥器、水泵、滴灌軟管等基本設(shè)備。這些裝備雖然平淡無(wú)奇，但頂尖農(nóng)人們卻各有“秘方”。

“我的秘訣很簡(jiǎn)單，就是在底肥里添加油渣，這樣種出來(lái)的草莓更香甜?！奔o(jì)榮喜說(shuō)，江蘇鎮(zhèn)江有著三十多年的草莓種植歷史，他本人從1984年起就開(kāi)始種草莓。這次希望通過(guò)精細(xì)化管理和豐富農(nóng)事經(jīng)驗(yàn)，能夠和“人工智能”一決高下。

由遼寧省第十三屆人大代表馬廷東牽頭的“圣野漿果富民”隊(duì)對(duì)比賽信心滿(mǎn)滿(mǎn)，隊(duì)中有鉆研草莓三十年的高級(jí)農(nóng)藝師史功成?！霸趥鹘y(tǒng)草莓種植過(guò)程中，農(nóng)人的經(jīng)驗(yàn)十分重要，需要對(duì)草莓進(jìn)行長(zhǎng)期、精細(xì)的照料，根據(jù)草莓所處的不同時(shí)期隨時(shí)做調(diào)整。”史功成向記者解釋?zhuān)氨热绗F(xiàn)在，草莓植株定植成活后會(huì)長(zhǎng)出較多的匍匐莖，要及時(shí)摘去，否則會(huì)消耗母株?duì)I養(yǎng)；有些剛長(zhǎng)出來(lái)，藏在葉片下面很不起眼，用機(jī)器不一定能立刻發(fā)現(xiàn)?！笔饭Τ梢贿呎f(shuō)著，一邊從葉柄基部小心翼翼地摘掉一個(gè)很小的匍匐莖。

90后孫郁晴是一名“莓二代”，她是“艷九天巾幗”隊(duì)的成員，在剛剛拿到美國(guó)東北大學(xué)研究生獎(jiǎng)學(xué)金后，孫郁晴選擇回到家鄉(xiāng)，和母親一起從事草莓種植行業(yè)。

“來(lái)之前，我們不知道現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)這么先進(jìn)了。以前我們也用過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，但傳感器數(shù)據(jù)處理不準(zhǔn)確，覺(jué)得還不如人工方便，就放棄了。希望借這次比賽，把草莓種植在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再往前推一步，尤其看AI怎么把種植決策建立在精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，為我們公司日后的發(fā)展，提高工人的工作效率等做鋪墊?！?/p>

構(gòu)建人和AI協(xié)同發(fā)展的共生關(guān)系

和“傳統(tǒng)組”相對(duì)是AI組的四個(gè)高大溫室，里面設(shè)施相對(duì)比較復(fù)雜，配備了內(nèi)遮陽(yáng)、頂開(kāi)窗、側(cè)開(kāi)窗、內(nèi)循環(huán)通風(fēng)、灌溉、施肥、水肥智能控制等系統(tǒng)。記者注意到，棚內(nèi)完全看不到工作人員的身影，只有溫度、濕度、光照等數(shù)值在電子顯示屏上閃爍。

“我們的AI系統(tǒng)能讀取溫度、風(fēng)速、輻射強(qiáng)度、相對(duì)濕度等38個(gè)生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)。即便不在溫室，也能遠(yuǎn)程調(diào)控通風(fēng)窗、水肥等?！盇I戰(zhàn)隊(duì)“智多莓”的隊(duì)長(zhǎng)程飚介紹，相比傳統(tǒng)種植，人工智能種草莓在節(jié)省人力、精準(zhǔn)調(diào)控上有顯著優(yōu)勢(shì)。

這支來(lái)自云南本土的技術(shù)強(qiáng)隊(duì)計(jì)劃將近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用在草莓生長(zhǎng)上。這項(xiàng)技術(shù)此前被公安、化工領(lǐng)域成熟應(yīng)用，常見(jiàn)于毒品、化工品的無(wú)損檢測(cè)。

程飚介紹，原理在于將光譜變化同植株生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害對(duì)應(yīng)，并通過(guò)15項(xiàng)環(huán)境參數(shù)、7項(xiàng)作物參數(shù)，建立起一套草莓PCSE生長(zhǎng)模型，并由AI自動(dòng)做出種植策略判斷。

“用算法訓(xùn)練機(jī)器的同時(shí)，也希望可以訓(xùn)練農(nóng)人，讓其靈活掌握應(yīng)用這套技術(shù)，讓農(nóng)民變成技術(shù)工人?！背天f(shuō)。

如何讓人工智能、機(jī)器人學(xué)習(xí)到頂尖農(nóng)人們的種植經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)管理過(guò)程，這始終是科學(xué)家們?cè)诖舜伪荣愔嘘P(guān)心的問(wèn)題。

來(lái)自荷蘭瓦赫寧根大學(xué)博士生閔錢(qián)曦是云南人，作為一支AI戰(zhàn)隊(duì)的成員，她希望探索將最前沿的技術(shù)在家鄉(xiāng)落地?！跋乱淮鷾厥抑悄芸刂频哪Ｊ綄?huì)是基于‘感知—傳輸—思考’的決策模式，通過(guò)雙層算法單元讓AI提供更優(yōu)的解決辦法?！彼J(rèn)為，人類(lèi)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，可以和AI共存，并且用更簡(jiǎn)單、更可持續(xù)方法為每個(gè)人提供優(yōu)質(zhì)美味的蔬果。

Cyberfarmer（網(wǎng)絡(luò)莓農(nóng)）隊(duì)的代表林森有類(lèi)似觀點(diǎn)。他們?cè)跊Q賽中，將采用基于知識(shí)圖譜的溫室智慧管控決策方法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是輸出一套草莓種植決策模型，并根據(jù)草莓生長(zhǎng)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)的反饋，訓(xùn)練AI進(jìn)行自動(dòng)控制。

“當(dāng)前的人工智能，是大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)為代表的弱人工智能，更高級(jí)形式則是碳智能和人機(jī)混合智能?！绷稚f(shuō)，未來(lái)人和AI一定是協(xié)同發(fā)展、人機(jī)共生的關(guān)系。

探索可復(fù)制的數(shù)字科技應(yīng)用范本

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)龔元石表示，這次比賽的初衷，在于探索將國(guó)際最前沿的數(shù)字農(nóng)業(yè)科技做本地化應(yīng)用，形成一套可復(fù)制、可推廣的模式與經(jīng)驗(yàn)，并在中國(guó)各大農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)落地。

在決賽中，各支隊(duì)伍種出的草莓將經(jīng)歷嚴(yán)格評(píng)估：產(chǎn)量及品質(zhì)、投入產(chǎn)出比、算法及種植策略的先進(jìn)性等。

“多多農(nóng)研科技大賽”組委會(huì)負(fù)責(zé)人蘭克介紹，關(guān)鍵在于利用能源及農(nóng)資最少，種出草莓品質(zhì)最佳，效益最高。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授倪軍是一支本土AI隊(duì)伍的隊(duì)長(zhǎng)，他認(rèn)為利用多樣性傳感器及作物生長(zhǎng)感知技術(shù)，可以有效減少化肥、農(nóng)藥用量，提升產(chǎn)量和品質(zhì)。此前其團(tuán)隊(duì)已在大田糧食作物生產(chǎn)中的氮肥管理領(lǐng)域有成功經(jīng)驗(yàn)。

“采用新技術(shù)的種植策略，肥料利用率可達(dá)到50％以上?！蹦哕姳硎荆?jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)算，畝省水70％、省肥50％左右，相當(dāng)于每畝地節(jié)約了350元，而且還能省下400元的勞動(dòng)成本。

“前端技術(shù)進(jìn)步的一小步，可能會(huì)解決小農(nóng)經(jīng)營(yíng)主體的眾多難題，并帶來(lái)更加穩(wěn)定的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈。”拼多多副總裁陳秋說(shuō)，希望通過(guò)這次比賽將新一代人工智能技術(shù)與農(nóng)事生產(chǎn)結(jié)合，為中國(guó)眾多的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)帶和小農(nóng)戶(hù)提供一種更低成本、易于操作的數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方法，并幫助他們獲益。

今年55歲的紀(jì)榮喜也認(rèn)為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的人工智能應(yīng)用是必然趨勢(shì)。他在鎮(zhèn)江的實(shí)驗(yàn)大棚里已用上了補(bǔ)光、補(bǔ)溫、溫濕度傳感器以及水肥一體化設(shè)備?！拔?0歲可能就不種草莓了，將來(lái)誰(shuí)來(lái)種？怎么種？這是個(gè)亟待解決的問(wèn)題，如果人工智能能學(xué)習(xí)到幾十年的種植經(jīng)驗(yàn)，那是最好不過(guò)?！?/p>

目前，“人機(jī)大戰(zhàn)”的序幕已經(jīng)開(kāi)啟，120天后，草莓種植到底哪家強(qiáng)？讓我們拭目以待。