撰文/藍(lán)科技

十四五規(guī)劃中，數(shù)字農(nóng)業(yè)是重要的版圖之一。如何讓農(nóng)民在數(shù)字農(nóng)業(yè)中受益，如何讓數(shù)字農(nóng)業(yè)觸手可及更接地氣，這才是數(shù)字農(nóng)業(yè)行之有效的方法。

大多數(shù)農(nóng)民眼中的數(shù)字化是模糊的，更是看不到摸不著的。但如果通過(guò)一次小小的試驗(yàn)讓農(nóng)民切身感受到數(shù)字化帶來(lái)的紅利，并且可以改變他們的耕種和銷(xiāo)售模式，這顯然是農(nóng)業(yè)的一次躍升。

今年6月，昆明滇池古蓮村的草莓種植戶(hù)老張，計(jì)劃利用夏天的農(nóng)閑時(shí)分，為自家的草莓大棚裝上一套自動(dòng)化施肥和種植決策系統(tǒng)。老張打聽(tīng)了許久，也對(duì)比了不少供應(yīng)商，最終選擇了當(dāng)?shù)亍靶∮忻麣狻钡闹嵌噍緛?lái)合作。之所以小有名氣，是因?yàn)橹嵌噍矩?fù)責(zé)人程飚在去年首屆“多多農(nóng)研科技大賽”中獲得了二等獎(jiǎng)。

程飚他們研究的是，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、圖像識(shí)別等多種技術(shù)，與農(nóng)科院專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，輸出一套數(shù)字化的草莓種植方案。去年11月起，程飚和團(tuán)隊(duì)在古蓮村啟動(dòng)了第一個(gè)商業(yè)化項(xiàng)目——“社區(qū)種植者支持計(jì)劃”，由智多莓投資建設(shè)數(shù)字化農(nóng)業(yè)服務(wù)工作站，在田間地頭的一個(gè)20多平方米的小型集裝箱內(nèi)，裝進(jìn)了自動(dòng)化施肥和種植決策系統(tǒng)，可以服務(wù)周邊100畝左右的草莓園。

一、用算法為土地創(chuàng)造增值

技術(shù)的關(guān)鍵在于要讓農(nóng)戶(hù)認(rèn)可并從中受益，來(lái)自云南農(nóng)業(yè)科學(xué)院的阮繼偉研究員也在用自己的力量為這片土地增收。在云南昆明，8個(gè)100平米左右的溫室中，來(lái)自全球各高校和研究機(jī)構(gòu)組成的AI隊(duì)伍和全國(guó)各地的頂尖農(nóng)人團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的PK，決出真正的“草莓博士”。

▲去年夏天，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員阮繼偉和團(tuán)隊(duì)，為比賽隊(duì)伍提供了全方位的農(nóng)事管理服務(wù)，并對(duì)各隊(duì)伍的草莓進(jìn)行甜度、硬度等數(shù)值測(cè)定。圖｜穆功

在兩個(gè)種植季結(jié)束的時(shí)候，盡管AI隊(duì)伍的草莓產(chǎn)量平均值高出農(nóng)人隊(duì)伍平均值196.32%，但在甜度這一指標(biāo)上，農(nóng)人隊(duì)伍要超出5.24%以上。“現(xiàn)在來(lái)看，比賽中我們遇到的最大挑戰(zhàn)，不是遠(yuǎn)程或者數(shù)字化，而是沒(méi)種過(guò)草莓?！盇iCU隊(duì)成員閔錢(qián)希曦說(shuō)，團(tuán)隊(duì)將積累的黃瓜、番茄模型，結(jié)合植物生理狀態(tài)傳感器返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，遷移到草莓種植上。

▲在第一屆比賽中，AiCU隊(duì)伍使用了雙層算法單元過(guò)濾和處理數(shù)據(jù)，從而得出更精準(zhǔn)的決策，成功將番茄和黃瓜模型遷移到了草莓上。圖｜AiCU

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，種植者可以使用AiCU的決策系統(tǒng)，在不同種植場(chǎng)景、不同作物中進(jìn)行部署，何時(shí)施肥、施肥多少、是否需要降溫/加濕，都可以交給AI，計(jì)算出最優(yōu)解。同時(shí)，硬件和培訓(xùn)也在他們的商業(yè)服務(wù)范圍內(nèi)，比如幫助種植者開(kāi)發(fā)更低成本的氣候傳感器設(shè)備，以及提供水肥配方、能源分配等策略培訓(xùn)。

“用更簡(jiǎn)單、更可持續(xù)的方法為每一個(gè)人穩(wěn)定地提供優(yōu)質(zhì)、美味的蔬果。”這是AiCU成立的初衷。微軟Azure全球原首席科學(xué)家Ranveer Chandra也認(rèn)為，將人工智能技術(shù)用于草莓種植，并將大量不同的先進(jìn)技術(shù)帶到田間地頭，是非常有趣，非常令人興奮的事?！盎谶@些創(chuàng)新的改變，我們可以種植更加多元化的營(yíng)養(yǎng)食物?！?/p>

二、讓農(nóng)戶(hù)接受并負(fù)擔(dān)得起

將實(shí)驗(yàn)室的前沿技術(shù)遷移到田間地頭，只是第一步。對(duì)所有試圖商業(yè)化的參賽隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，如何將這些技術(shù)變成真實(shí)的產(chǎn)品，并讓農(nóng)戶(hù)接受，則是更現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。

在鎮(zhèn)江句容，紀(jì)榮喜是最擅長(zhǎng)利用科技的種植高手，他很早便去日本學(xué)習(xí)草莓種植技術(shù)，并在大棚里裝上了LED補(bǔ)光、水肥一體化灌溉系統(tǒng)等設(shè)備。但參加比賽的過(guò)程中，紀(jì)榮喜和團(tuán)隊(duì)近距離接觸了AI隊(duì)伍的自動(dòng)化決策系統(tǒng)后，深受觸動(dòng)。

氣候計(jì)算機(jī)基于實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)控制大棚開(kāi)窗通風(fēng)降溫、施肥補(bǔ)濕，無(wú)人值守且做到了高產(chǎn)，“我們雖然有水肥一體化設(shè)備，但主要還是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)肥，氮肥、磷肥、鉀肥一起拌進(jìn)去，不科學(xué)也不精準(zhǔn)?！奔o(jì)榮喜說(shuō)，他更想要一套精準(zhǔn)的施肥核心技術(shù)。

▲在云南，智多莓的數(shù)字農(nóng)業(yè)工作站已投入使用，并為草莓種植戶(hù)提供水肥控制等服務(wù)。圖｜智多莓

今年，紀(jì)榮喜邀請(qǐng)智多莓團(tuán)隊(duì)來(lái)到鎮(zhèn)江句容，計(jì)劃給大棚裝上控肥系統(tǒng)。他希望這套設(shè)備能更精準(zhǔn)施肥，提升產(chǎn)量并在合作社內(nèi)推廣，“現(xiàn)在我們里合作社有100多位農(nóng)戶(hù)，種300多畝草莓，如果推廣開(kāi)來(lái)，對(duì)效益是非常大的提升?！?/p>

來(lái)自中國(guó)草莓第一大產(chǎn)區(qū)遼寧東港的馬廷東，則看到了另一面：不管是算法還是新設(shè)備，怎樣可以解決勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題？

丹東市圣野漿果專(zhuān)業(yè)合作社有157戶(hù)草莓種植戶(hù)，種植面積超過(guò)6000畝。他們遇到的難題是，勞動(dòng)力短缺帶來(lái)的人工成本過(guò)高問(wèn)題。 “一年最少600萬(wàn)斤草莓上市，這樣光分揀費(fèi)用就要投入300萬(wàn)元以上。”馬廷東說(shuō)。

他仔細(xì)研究了AI隊(duì)伍在比賽中的產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比等數(shù)據(jù)，得出一個(gè)結(jié)論——東港草莓發(fā)展仍在上升階段，完全支持得起智能化分級(jí)分選設(shè)備的引入。“如果將糖度、大小、果型、單果重都能分揀出來(lái)，對(duì)草莓生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、品牌化有巨大意義?！瘪R廷東說(shuō)，他們現(xiàn)在也在尋求智能化分選和自動(dòng)采摘機(jī)器人的合作機(jī)會(huì)。

老一代的農(nóng)人，在尋求用新技術(shù)突破土地價(jià)值。新一代的農(nóng)人，則有著不同的理解。

中國(guó)另一個(gè)草莓種植強(qiáng)縣，安徽長(zhǎng)豐縣的90后孫郁晴，她對(duì)人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用提出了自己的觀點(diǎn)：AI和農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)化和經(jīng)驗(yàn)層面，有巨大的結(jié)合價(jià)值。如果將草莓種植規(guī)模、產(chǎn)量等信息與市場(chǎng)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)建模，并分析成本、利潤(rùn)和預(yù)算投入，這對(duì)于國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，是最值得投入的。

三、“農(nóng)業(yè)+科技”的想象力與邊界

青年科學(xué)家和下一代農(nóng)人的探索，帶來(lái)了更多的想象空間。但土地上的問(wèn)題要更加現(xiàn)實(shí)。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授何東健觀察發(fā)現(xiàn)，依舊在農(nóng)村種地的人，都是生于50、60年代的人，“70后都是少數(shù)，更不用說(shuō)00后?！?/p>

紀(jì)榮喜也在為將來(lái)幾年的草莓園苦惱，如今他的兒女都進(jìn)城工作，家中的20畝草莓，主要是他和愛(ài)人在耕作，農(nóng)忙時(shí)節(jié)會(huì)在村中請(qǐng)兩位零工幫忙，但難免捉襟見(jiàn)肘?！拔医衲暌呀?jīng)55歲了，再過(guò)5年可能就不種草莓了，到時(shí)誰(shuí)來(lái)種？怎么種？”上一代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植者的逐漸退出，是必然的過(guò)程。更加迫切的問(wèn)題是，這片土地未來(lái)要如何承載起食物供給的需求。

▲在發(fā)達(dá)國(guó)家，農(nóng)業(yè)從業(yè)人口占社會(huì)人口比重在持續(xù)下降，農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步讓更少的農(nóng)民養(yǎng)活了更多的人口。圖片｜OWID

事實(shí)上，農(nóng)業(yè)的迭代升級(jí)，已經(jīng)成為中國(guó)最為關(guān)注的重要問(wèn)題。今年中央一號(hào)文件提出，要全面推進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、人才、文化、生態(tài)、組織振興，尤其是要推動(dòng)“農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化取得重要進(jìn)展，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化邁上新臺(tái)階?！?/p>

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李道亮判斷，未來(lái)30年內(nèi)，中國(guó)的農(nóng)業(yè)會(huì)發(fā)生巨大變革，也將從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的跨越?！岸喽噢r(nóng)研科技大賽探索了人工智能解決人的勞動(dòng)力問(wèn)題，接下來(lái)要鼓勵(lì)更多的社會(huì)力量、科研機(jī)構(gòu)加入，來(lái)一起研究、攻關(guān)，真正推動(dòng)產(chǎn)業(yè)不斷前進(jìn)?！?/p>

▲在第一屆比賽的初賽環(huán)節(jié)，“我說(shuō)的都隊(duì)”隊(duì)長(zhǎng)石奡坤（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所碩士）在自家地頭，向評(píng)委們陳述技術(shù)方案。圖｜穆功

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授王紅清也認(rèn)為，未來(lái)農(nóng)業(yè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)性工程，需要作物栽培、農(nóng)業(yè)機(jī)械、物聯(lián)網(wǎng)、生物工程、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科的交叉融合。“只有打破人才圈層，讓搞信息技術(shù)的專(zhuān)家、搞人工智能的專(zhuān)家、搞機(jī)電工程的專(zhuān)家、搞農(nóng)業(yè)種植的專(zhuān)家、搞流通上行的專(zhuān)家們一起，共同參與農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的積累，通過(guò)這種產(chǎn)學(xué)研的互相融合，才能探索突破的可能性。”王紅清說(shuō)。

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