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中國農業(yè)研究新路徑:AI種地

農業(yè)是我國社會經濟的壓艙石,“大國小農”國情下的三農現(xiàn)代化問題是眼下最復雜的問題之一。如何將先進科技與農業(yè)生產結合,促進農業(yè)實現(xiàn)從需求、銷售到生產的全產業(yè)鏈更新?lián)Q代是農業(yè)產業(yè)升級的大課題。

 
未來,人們在田地里或許將越來越難看到面朝黃土背朝天的勞作景象。以AI智能測算農業(yè)水肥、溫控、植保等環(huán)節(jié),日益精進的技術正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)農業(yè)耕作模式的想象天花板。
 
近日,一場拼多多與聯(lián)合國糧農組織駐華代表處舉行的研討會,讓成功舉辦兩屆的多多農研科技大賽再獲關注。
 
在位于昆明富民縣的“多多農研基地”,本是長在夏天的番茄,卻于9月底才種下。參賽選手浙江大學博士生楊峰俊和團隊僅通過遠程操作,就讓這批番茄在冬季收成了好幾輪。
 
“技術應用和普及的關鍵之一在于知識共享!逼炊喽喔呒壐笨偛弥旖×埍硎荆拔覀兿Mㄟ^組織此類分享會,幫助推廣智慧農業(yè),讓更多的人了解它的益處,關注這個重要領域。”
 
此前,在首屆“多多農研科技大賽”中,AI組的草莓產量均值高于傳統(tǒng)農人組均值196%,平均投入產出比也比傳統(tǒng)農人團隊高出75.5%。機器的優(yōu)勢在于快速存儲和檢索信息,而人腦的優(yōu)勢在于推理、分析和歸納。人機結合是對當前中國數(shù)字農業(yè)來說最佳的模式。


電腦系統(tǒng)遠程“種番茄”


參賽選手楊俊峰:2021年9月,他帶著多位涉獵數(shù)據(jù)科學、植物傳感器、商業(yè)化溫室運營和農業(yè)物聯(lián)網的專家們組建了一支名為“喜柿Hamato”的團隊,通過利用SAS精簡無土栽培系統(tǒng)、農業(yè)物聯(lián)網和(沸石)二氧化碳加富技術等來種植高品質、高產量的番茄。
 
除了喜柿Hamato,還有3支決賽隊伍在番茄產量、品質以及算法策略、商業(yè)可行性等方面與之進行比拼。
 
資料顯示,在2020年7月的首屆大賽上,來自全球的青年科學家們利用AI技術讓草莓脫胎換骨,較之傳統(tǒng)的種植方法,草莓產量提升了196.32%,且投入產出比平均值高出傳統(tǒng)方式75.51%。
 
為期6個月的努力中,喜柿Hamato著重于番茄生長發(fā)育模型的構建。以研究番茄生長各個環(huán)節(jié)的環(huán)境需求,來制定一套人工智能專家管理系統(tǒng),包括每個時間段的溫度、濕度以及升降溫、加減濕的調控。通過系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù),喜柿Hamato不斷修正和優(yōu)化管理模型。
 
據(jù)楊峰俊介紹,除了由合作單位云南農科院的一個團隊來進行人為干預環(huán)節(jié)例如整枝打杈的工作,溫度、水肥等操作都能連接多多農研基地的電腦系統(tǒng)遠程控制。結果賽事進行到中途,參賽隊伍們甚至都沒踏入過云南。



從實驗室走向田地


中國農耕文化源遠流長,歷史深厚,既與地域鄉(xiāng)土勾連牽絆,還與每個人的生活日常息息相關。然而,受制于自然條件、地域文化、勞動力資源等多維因素,“靠天吃飯”的運作屬性也讓農業(yè)成為較為復雜的課題。這也吸引眾多年輕高學歷人才將目光投擲這一領域,希望能以先進技術的加持來提升產業(yè)效率。
 
問題是,高校實驗室里大量堆積的理論和構想,還缺乏一塊能落地的“試驗田”;诘谝粚枚喽噢r研科技大賽帶來的影響力,楊峰俊從中看到了可能性。這也意味著多多農研科技大賽將不再局限于比賽性質,而是讓更多青年才俊的思想火花相互碰撞,連接科研和產業(yè),為未來走向商業(yè)化、規(guī);姆N植技術、模式搭臺唱戲。
 
喜柿Hamato收獲的不止是番茄。據(jù)隊員朱常安介紹,團隊研發(fā)的Ros傳感器在比賽中得到了良好的應用,Ros作為一種信號物質,可以從植物的受脅迫的部位傳到未受脅迫的部位,從而提高植物的整體抗性。另一個則是內源抗性誘導劑的運用,該誘導劑噴灑在番茄植株表面,可以提高其對環(huán)境脅迫的抗性。
 
另一組參賽團隊智茄CyberTomato則是在番茄植物信息監(jiān)測上下功夫。通過AI技術分析,來預測番茄每個階段葉片、花、果實的大概數(shù)量,葉片量用于計算蒸騰效率、光合效率等方面,可謂是將番茄的生長摸了個透!爸挥忻看8-16顆的番茄果串才是符合標準的商品果!必撠烝I視覺技術小隊的趙然表示。

 

寫在最戶


其實,為探索智慧農業(yè),自2020年起,拼多多就聯(lián)合中國農業(yè)大學、浙江大學,在聯(lián)合國糧農組織和荷蘭瓦赫寧根大學的技術指導下每年舉辦“多多農研科技大賽”。該比賽提倡以科技創(chuàng)新提升土地產出率、勞動生產率,為農民增收致富提供新路徑。

在拼多多2021年三季度財報中顯示,公司研發(fā)費用在該季度達到24.22億元。拼多多董事長兼CEO陳磊表示,拼多多會將過去五年在營銷方面的重心更多地轉向研發(fā),進一步推動農業(yè)數(shù)字化。

2021年8月,拼多多設立“百億農研專項”,宣布將未來幾個季度的利潤優(yōu)先投入該專項。新技術、新想法、新模式正基于多多農研科技大賽緩緩結出果實。


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