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一顆生菜引發(fā)的科研大戰(zhàn)

作者:沈丹陽(yáng) 2023-07-04 15:44 來(lái)源:品玩 次閱讀
 
一顆生菜引發(fā)的科研大戰(zhàn)


  一臺(tái)機(jī)器對(duì)準(zhǔn)它正下方的那顆生菜,不斷地推進(jìn)鏡頭企圖放大并識(shí)別葉片上的綠色素面積,在它自己覺(jué)得找到目標(biāo)的時(shí)刻便迅速按下拍攝鍵;另一臺(tái)機(jī)器則目不轉(zhuǎn)睛地盯著眼前所有生菜的身高,認(rèn)真地以數(shù)據(jù)標(biāo)注的方式對(duì)其進(jìn)行采樣記錄;還有臺(tái)機(jī)器看起來(lái)不動(dòng)聲色,實(shí)則正感受著生菜們周?chē)膶?shí)時(shí)溫度與濕度,一旦超出設(shè)定,要么拉響警報(bào),要么干脆直接命令風(fēng)扇進(jìn)行降溫。


  如此神奇的一幕發(fā)生在一個(gè)中等巴士大小的集裝箱里,現(xiàn)場(chǎng)看不到任何人類(lèi)的身影。

  在集裝箱里,有若干傳感器對(duì)生菜成長(zhǎng)周期進(jìn)行監(jiān)控,并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流傳送至千百里以外的農(nóng)學(xué)家實(shí)驗(yàn)室中,在那里這些數(shù)據(jù)通過(guò)人工智能算法與模型的處理,能精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)生菜們未來(lái)的長(zhǎng)勢(shì),如若現(xiàn)狀并不符合人們的預(yù)期,他們只需要?jiǎng)觿?dòng)手指在手機(jī)App上遠(yuǎn)程更改集裝箱內(nèi)的光照、溫濕度、營(yíng)養(yǎng)液等配比模式即可。

  這種幾乎顛覆了傳統(tǒng)大田農(nóng)業(yè)的種植模式,有個(gè)頗為賽博朋克的名字——植物工廠。

  提到“植物工廠”,浮現(xiàn)在很多人腦海中的可能是火星救援中馬克在棲息艙里開(kāi)辟的人工土豆田,也可能是流浪地球中采用地下光照的蔬菜大棚,但這些場(chǎng)景都是人類(lèi)遭遇生存危機(jī)時(shí),不得已采用的農(nóng)業(yè)科技武器。

  然而事實(shí)上,植物工廠當(dāng)下的發(fā)展不再局限于極端條件下的食物供給,它開(kāi)始漸趨成為人類(lèi)常規(guī)且重要的種植模式、成為一線農(nóng)研企業(yè)大力發(fā)展的核心業(yè)務(wù),也成為全球頂級(jí)農(nóng)學(xué)院中最受歡迎的研究方向。

  為了爭(zhēng)相將植物工廠的潛力挖掘到極致,它近期甚至在國(guó)內(nèi)農(nóng)學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界之間挑起了一場(chǎng)科研大戰(zhàn)。

  科學(xué)家們被生菜“為難”住了?

  這場(chǎng)一觸即發(fā)的農(nóng)研大戰(zhàn)的主題是:挑戰(zhàn)在植物工廠中多快好省地種生菜。

  要知道,作為一個(gè)有著天然優(yōu)渥種植條件的農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó),中國(guó)大田環(huán)境中生長(zhǎng)的普通生菜,其每千克成本大約在4-8元。雖然植物工廠可以通過(guò)人工控制溫、光、水、肥、氣等核心種植條件,大幅地提升生菜的產(chǎn)量和品質(zhì),但集裝箱自身的能源消耗也成為了其難以大規(guī)模商用的致命傷,當(dāng)前行業(yè)頂尖的植物工廠種植1千克生菜最少需要10度電,對(duì)應(yīng)的成本大約20多元。

  也就是說(shuō),如果能突破植物工廠的能耗難題,它將在人類(lèi)未來(lái)的農(nóng)業(yè)種植中發(fā)揮更大的價(jià)值。

  如此深入行業(yè)痛點(diǎn)的主題,令賽事在去年8月一經(jīng)開(kāi)啟招募就吸引到了全球30支頂尖團(tuán)隊(duì)、150多位青年科學(xué)家的報(bào)名,通過(guò)重重篩選進(jìn)入到初賽的15支隊(duì)伍,在經(jīng)歷了多番比拼后,僅剩4支殺入了決賽圈。這四支隊(duì)伍基本代表了國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域的最強(qiáng)陣容:

  · 在全封閉垂直農(nóng)業(yè)領(lǐng)域建樹(shù)頗豐的“上海農(nóng)科院”團(tuán)隊(duì),曾為我國(guó)南極科考隊(duì)員提供極端環(huán)境的蔬菜種植培訓(xùn);

  · 具有超強(qiáng)工學(xué)背景的上海交通大學(xué)“生生不息”團(tuán)隊(duì),曾成功搭建海上自維持蔬菜種植平臺(tái);

  · 來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的“CyberFarmer”團(tuán)隊(duì),其所在實(shí)驗(yàn)室對(duì)密室植物工廠化技術(shù)有著深入研究;

  · 而作為決賽中唯一的企業(yè)團(tuán)隊(duì),LettUsGrow由北京極星農(nóng)業(yè)總經(jīng)理徐丹掛帥,這個(gè)擁有3萬(wàn)平米種植溫室的企業(yè)曾為北京冬奧會(huì)供應(yīng)生菜。

  就是這樣四支背景各異、殺手锏類(lèi)型完全不同的隊(duì)伍,在上海崇明島光明母港的四個(gè)集裝箱里,打響了一場(chǎng)耗時(shí)90天、激烈卻看不到硝煙的農(nóng)研大戰(zhàn)。

四個(gè)集裝箱式的植物工廠/顧辰攝


  雖然生菜是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域十分基礎(chǔ)且普遍的植物種類(lèi)之一,但“第三屆多多農(nóng)研科技大賽”出其不意地引入了一種名為“翠恬”的全新品種,90天的賽程被均勻地劃分為三岔生菜的生長(zhǎng)周期,理想的情況是,四支參賽隊(duì)伍可以在前60天熟悉作物的習(xí)性、采集數(shù)據(jù)并建立好模型與算法,從而在最后30天種植出最多最好的生菜。然而即便是國(guó)內(nèi)學(xué)界和業(yè)界的頂級(jí)團(tuán)隊(duì),在面對(duì)變量如此多的挑戰(zhàn)時(shí),也不免有些手忙腳亂?!拔覀冏畛跤行┿?#xff0c;因?yàn)椴A厥业姆N植本質(zhì)是對(duì)自然環(huán)境的優(yōu)化和妥協(xié),但植物工廠是所有環(huán)境由自己定義,比如我們要定義太陽(yáng)。”徐丹告訴品玩,這種巨大的差異讓習(xí)慣了自然環(huán)境種植的他們有些不知所措,在第一輪種植中將很多時(shí)間花費(fèi)在了對(duì)集裝箱內(nèi)部環(huán)境的適應(yīng)上。不僅如此,所有團(tuán)隊(duì)都不知道的是,翠恬這個(gè)全新品種有個(gè)很大的培育難題,即在成長(zhǎng)的中后期極易出現(xiàn)燒心現(xiàn)象。這樣的生菜,無(wú)論是外觀還是口感都將受到較大影響,商品性更是大打折扣,而有效的緩解辦法是加強(qiáng)生菜周?chē)耐L(fēng),讓多余的水汽得以及時(shí)蒸發(fā)?!拔覀?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中忽略了通風(fēng)這么一個(gè)核心因素,其實(shí)在植物工廠這么密閉的環(huán)境中,循環(huán)通風(fēng)變得非常重要?!毙斓ぴ诮邮芷吠嬖L談時(shí)表示,他們?cè)跊Q賽答辯時(shí)看到其他團(tuán)隊(duì)的種植方案時(shí),才恍然發(fā)現(xiàn)原來(lái)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手早在第一天就在集中箱里裝上了風(fēng)扇,“我們快到結(jié)束時(shí)才反應(yīng)過(guò)來(lái)”。復(fù)盤(pán)比賽中產(chǎn)生的這種關(guān)鍵性失誤,徐丹直言“確實(shí)對(duì)(植物工廠)經(jīng)驗(yàn)不足”,他意識(shí)到相比于大田和玻璃溫室種植而言,植物工廠除了必備的專(zhuān)業(yè)農(nóng)學(xué)家之外,還需要具有工程學(xué)、信息技術(shù)學(xué)背景的跨行業(yè)人才加入?!坝∠笞钌羁痰氖巧虾=淮髨F(tuán)隊(duì),他們的工學(xué)背景非常強(qiáng)大,我們還是個(gè)偏農(nóng)學(xué)的團(tuán)隊(duì),大家關(guān)注的點(diǎn)非常不同,我們就盯著植物自身,他們關(guān)注的是整個(gè)植物工廠的設(shè)備環(huán)境?!毙斓ばχ鴮?duì)品玩說(shuō),“如果團(tuán)隊(duì)里也有個(gè)懂工程的,起碼我們第一天就能把風(fēng)扇加上”。

“LettUsGrow”隊(duì)長(zhǎng)、北京極星農(nóng)業(yè)CEO徐丹 受訪者供圖


  然而工程學(xué)家們?cè)谥参锕S里也有另一種苦惱。生生不息團(tuán)隊(duì)來(lái)自工程學(xué)和信息技術(shù)學(xué)都走在全球前列的上海交通大學(xué),他們領(lǐng)先的軟硬件技術(shù)能力在遇到發(fā)展水平相對(duì)欠缺的植物工廠時(shí),反而需要花費(fèi)一些時(shí)間去適應(yīng)甚至改造?!拔覀儾粌H改造了一些硬件設(shè)備,還重新搭建了一整套的軟件系統(tǒng),把集中箱里三個(gè)分別負(fù)責(zé)光照、溫濕度,以及營(yíng)養(yǎng)配比的系統(tǒng)整合成了一個(gè),并且將查看數(shù)據(jù)的時(shí)間維度打通了,可以自由地拉取整個(gè)生產(chǎn)周期的數(shù)據(jù)?!鄙幌F(tuán)隊(duì)成員熊元科表示,雖然前期在軟硬件改造上耽誤了些時(shí)間,但這在后期大幅提升了模型搭建與算法分析的效率,而真正讓他們有些頭疼的是區(qū)別于熟悉的工程學(xué),農(nóng)業(yè)種植的實(shí)踐對(duì)象是具有生命力的植物。“工程學(xué)里很多時(shí)候有一個(gè)很固定、很明確的關(guān)系式。我們只要找到這個(gè)關(guān)系、把無(wú)序的東西變成規(guī)律,基本就解決了大半問(wèn)題。但我們不懂植物的生長(zhǎng)周期,這完全是另一回事,有點(diǎn)像養(yǎng)孩子一樣?!泵鎸?duì)這種失控的不確定性,熊元科和其他幾個(gè)工程學(xué)家時(shí)常跑到隊(duì)里唯一的農(nóng)學(xué)家面前求助,即便他們能把30天周期細(xì)致地分割成1000組數(shù)據(jù),卻仍搞不懂生菜成長(zhǎng)中突如其來(lái)的變化。“很多時(shí)候生菜就是不喜歡這樣,那它不喜歡我怎么知道呢。”熊元科無(wú)奈地將這句話(huà)重復(fù)了很多遍。四個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員在賽后都向品玩表示,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展、尤其是前沿科技含量較高的植物工廠,未來(lái)一定是跨界科學(xué)家們的競(jìng)技場(chǎng),即便在農(nóng)學(xué)領(lǐng)域造詣再深,不懂工程和信息技術(shù)等跨學(xué)科知識(shí)也會(huì)備受掣肘,反之亦然。

  路線不同,各顯神通

  經(jīng)過(guò)比賽初期的兵荒馬亂之后,四支團(tuán)隊(duì)逐漸找到了各自的節(jié)奏,他們卯足了勁兒在最后一輪生菜種植中大顯神通。

  作為決賽中唯一來(lái)自企業(yè)端的選手,徐丹團(tuán)隊(duì)的最大優(yōu)勢(shì)是在商業(yè)實(shí)踐中積累出的豐富經(jīng)驗(yàn),他們?yōu)楸荣愒O(shè)計(jì)的殺手锏也更偏向統(tǒng)籌策略:通過(guò)建立菜苗不同成長(zhǎng)周期的種植密度,來(lái)盡可能地減少早期光照和溫度的耗能成本。

  簡(jiǎn)言之,生菜被LettusGrow團(tuán)隊(duì)劃分為了嬰幼兒、兒童、青少年、成年四個(gè)周期,“小苗的時(shí)候種的密集一些,長(zhǎng)大之后再分開(kāi),這種循序漸進(jìn)的密度調(diào)節(jié),是我們企業(yè)側(cè)實(shí)戰(zhàn)中很有意思的一個(gè)發(fā)現(xiàn)”。

  唯一有些遺憾的是,徐丹團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)植物工廠的苗盤(pán)無(wú)法像在土地種植時(shí)隨意調(diào)節(jié)密度,臨時(shí)重新定制苗盤(pán)也來(lái)不及,所以他們只能將密度變更的栽培周期簡(jiǎn)化為兒童和成年兩個(gè),好在這種靈活的應(yīng)對(duì)方法也起到了一定的節(jié)能效果,整體減少了10%的耗電量。

  上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)的生菜種植方案則更加大膽有趣。

  不像LettusGrow團(tuán)隊(duì)試圖在植物工廠內(nèi)還原外界真實(shí)的自然環(huán)境,這個(gè)團(tuán)隊(duì)的集裝箱內(nèi)幾乎沒(méi)有晝夜溫差,始終保持在最適宜生菜成長(zhǎng)的22度恒溫。此外,上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)在光照上也沒(méi)有自然界的黑夜環(huán)境,而是采用了無(wú)固定暗期,通過(guò)調(diào)節(jié)三層燈光的變換讓生菜始終處于最高成長(zhǎng)速度模式。

植物工廠里面的三色光照/品玩攝


  “最后結(jié)果就是上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)量是最高的,而且他們的生菜形態(tài)也不一樣,個(gè)頭比一般的高很多。”上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)的種植方法令同樣在答辯現(xiàn)場(chǎng)的徐丹覺(jué)得耳目一新,“自然界沒(méi)辦法控制太陽(yáng),但植物工廠確實(shí)可以,這個(gè)感覺(jué)還挺奇妙的”。

  數(shù)據(jù)顯示,上海農(nóng)科院隊(duì)最后一茬生菜的生產(chǎn)效率達(dá)到0.18kg/平方米/天?!按舜钨愑眉b箱式植物工廠并非生產(chǎn)型,僅安裝了三層層架,如果增加種植架層數(shù),提高空間利用效率,以我們的種植方案推算,生產(chǎn)效率完全可能達(dá)到0.4kg/平方米/天的國(guó)際先進(jìn)水平?!标?duì)長(zhǎng)何立中博士表示,且上海農(nóng)科院送檢生菜的可溶性糖含量達(dá)到0.43%,同樣是第一名?!?br />

上海農(nóng)科院”團(tuán)隊(duì)在決賽頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng),右三為何立中博士/付梵攝


  不同于農(nóng)業(yè)學(xué)者習(xí)慣從植物自身的生長(zhǎng)規(guī)律入手,硬核的工科生們則將植物工廠當(dāng)做了應(yīng)用場(chǎng)景,以他們更為擅長(zhǎng)的前沿技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能與提升產(chǎn)量。

  上海交大生生不息團(tuán)隊(duì)的組建者鮑華是一位純工科背景的教授,他因擅長(zhǎng)研究微納米尺度的熱量輸送及能量轉(zhuǎn)換被稱(chēng)之為“能耗大師”,近年來(lái)鮑華將專(zhuān)長(zhǎng)轉(zhuǎn)而應(yīng)用于農(nóng)業(yè)場(chǎng)景中,他與上海交大農(nóng)業(yè)和生物學(xué)院合作,嘗試在無(wú)土、無(wú)淡水、無(wú)電源等極端條件下種植蔬菜,還曾成功為海島等偏遠(yuǎn)無(wú)淡水地區(qū)的蔬菜供應(yīng)提供了一種解決方案。

  鮑華認(rèn)為,自然光轉(zhuǎn)換為人工光的過(guò)程中,能效一定會(huì)降低,這是植物工廠能耗巨大的原因,也是這個(gè)垂直農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的最大瓶頸。他曾測(cè)算過(guò)一組數(shù)據(jù),植物工廠的能耗成本大約占據(jù)了總體的52%,其中光照和空調(diào)是居高不下的兩大能源消耗體,而他為生生不息團(tuán)隊(duì)設(shè)定的參賽目標(biāo)是將能耗降低25%以上,同時(shí)保證產(chǎn)量提高至少40%。為了以最低能耗實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)量,生生不息團(tuán)隊(duì)在決賽環(huán)節(jié)中甚至自研了一套以節(jié)能為導(dǎo)向的環(huán)控算法。“通過(guò)視覺(jué)算法先去提取生菜表面的信息,比如計(jì)算它的綠色素面積,然后其與溫度、濕度、二氧化碳濃度這些數(shù)據(jù)對(duì)齊,再加上光照空調(diào)等環(huán)境參數(shù),就得到了一個(gè)完整的數(shù)據(jù),這是比較常規(guī)的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)部分,而我們的環(huán)控算法還把農(nóng)業(yè)模型和熱力學(xué)算法做了一個(gè)串聯(lián)?!毙茉葡蚱吠娼榻B,在這套環(huán)控算法的輔助下,生生不息團(tuán)隊(duì)第三輪的生菜種植產(chǎn)量相比第一輪大幅提升了135%,而能耗則降低了29%,但是因?yàn)榧b箱自身每天的消耗量在15-16度左右,所以能耗體現(xiàn)在整體上實(shí)則是降低了17%。同樣以工學(xué)背景為主的CyberFarmer團(tuán)隊(duì),則將植物生長(zhǎng)速率作為其環(huán)控的核心指標(biāo),他們沒(méi)有像其他三個(gè)隊(duì)伍一樣,追求極致的高產(chǎn)量或低能耗,而是適度控制生長(zhǎng)速率,追求經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化,也是這套基于生長(zhǎng)速率的環(huán)控方法,讓CyberFarmer應(yīng)對(duì)翠恬出現(xiàn)的燒心問(wèn)題反應(yīng)更加快速?!拔覀円布m結(jié)過(guò)要產(chǎn)量還是要品質(zhì),但在最后一茬種植期時(shí)選擇了犧牲部分產(chǎn)量,改善整齊度、感官、商品率等品相指標(biāo)?!盋yberFarmer隊(duì)長(zhǎng)鄭建峰表示,如果將這套方案運(yùn)用到大型植物工廠中,每千克生菜的耗電量可以降低到9.5度,打破了行業(yè)當(dāng)下每千克生菜耗能10度電的局限。也因此,CyberFarmer最終斬獲了四支隊(duì)伍中的最佳節(jié)能獎(jiǎng)。

“CyberFarmer”團(tuán)隊(duì),左三為隊(duì)長(zhǎng)鄭建峰/受訪者供圖


  這場(chǎng)由一顆生菜引發(fā)的、持續(xù)了90天的農(nóng)研大戰(zhàn)終于在6月27日迎來(lái)終局。由近十位頂級(jí)農(nóng)業(yè)專(zhuān)家評(píng)委和15位大眾品鑒團(tuán)的共同評(píng)審下,上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)斬獲了第三屆“多多農(nóng)研大賽”的第一名,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的CyberFarmer團(tuán)隊(duì)獲得第二名,LettusGrow團(tuán)隊(duì)與上海交大生生不息團(tuán)隊(duì)并列第三名。在賽事評(píng)委會(huì)主席、中國(guó)工程院院士、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江看來(lái),“工農(nóng)企,學(xué)院派、科研派、實(shí)踐派等多角色的交叉碰撞、百家爭(zhēng)鳴,將有助于我們模擬出作物最理想的生長(zhǎng)環(huán)境,更加透徹理解以‘植物’工廠為代表的智慧農(nóng)業(yè),以及更好將其中國(guó)化、商業(yè)化。”

  年輕人的賽博農(nóng)業(yè)進(jìn)行時(shí)

  農(nóng)業(yè)正在發(fā)展著翻天覆地的變化。徐丹最近遇到了件令他非常振奮的事情,一個(gè)20多年沒(méi)聯(lián)系的老朋友突然給他發(fā)微信,只為幫家里今年參加高考的孩子咨詢(xún)報(bào)考農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)的事情。雖然徐丹畢業(yè)于世界最負(fù)盛名的農(nóng)業(yè)院?!商m瓦赫寧根大學(xué)、并于2018年回國(guó)創(chuàng)辦了北京極星農(nóng)業(yè),但他坦率又有些感慨地承認(rèn),從來(lái)沒(méi)有親戚朋友問(wèn)他學(xué)農(nóng)學(xué)怎么樣,而他身邊的國(guó)內(nèi)農(nóng)學(xué)院的同學(xué)和公司里的同事們,有不少是因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)較低并接受了專(zhuān)業(yè)調(diào)劑,才走上了農(nóng)學(xué)這條路,“幾乎沒(méi)有人從小立志要當(dāng)農(nóng)學(xué)家”?!拔覀儸F(xiàn)在很頭疼的是農(nóng)民的種植水平越來(lái)越低,10年前那些大戶(hù)種植能手水平很高,現(xiàn)在這些人年紀(jì)都大了。”大賽評(píng)委、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所所長(zhǎng)朱為民曾一針見(jiàn)血地指出中國(guó)現(xiàn)代蔬菜種植業(yè)的困境,在他看來(lái)當(dāng)務(wù)之急是培養(yǎng)新型農(nóng)民,而且“農(nóng)業(yè)的種植方式要有所改變,讓年輕人也愿意搞農(nóng)業(yè)”。隨著植物工廠模式的漸趨成熟,事情的確開(kāi)始發(fā)生了變化。不同于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“面朝黃土背朝天”的耕作方式,設(shè)施農(nóng)業(yè)在AI(人工智能)等前沿科技的加持下,變成了一個(gè)年輕人眼里極具賽博朋克風(fēng)格的領(lǐng)域。這點(diǎn)從參與“多多農(nóng)研科技大賽”隊(duì)伍的平均年齡中也可見(jiàn)一斑,去年第二屆大賽中就已不乏95后的身影,今年第三屆的比賽現(xiàn)場(chǎng)更是有00后成員的參與。99年出生的熊元科目前是生生不息團(tuán)隊(duì)最年輕的成員,他在上海交大就讀的碩士專(zhuān)業(yè)是城市建筑的能源優(yōu)化,由于上海疫情期間生鮮物資受限,他曾嘗試自己在房間里種植無(wú)土栽培的生菜,然而試驗(yàn)了幾次都以失敗告終,后來(lái)機(jī)緣巧合之下,他認(rèn)識(shí)了農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院的鮑華教授,也被后者告知能源專(zhuān)業(yè)可以為農(nóng)業(yè)做的事情非常多,由此他便成了生生不息團(tuán)隊(duì)年紀(jì)最小的“插隊(duì)生”。

熊元科(右一)在植物工廠中討論生菜種植/受訪者供圖


  熊元科代表了很多當(dāng)下從各領(lǐng)域跨界而來(lái)的年輕賽博農(nóng)學(xué)家,他們熱衷于前沿技術(shù)、喜歡寫(xiě)算法,但又不甘于只看到自己的算法在一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的變化,他們希望更切實(shí)地感受算法對(duì)真實(shí)世界產(chǎn)生的影響,而農(nóng)業(yè)顯然是個(gè)直觀且意義非凡的領(lǐng)域。事實(shí)上,不同于大眾刻板印象中農(nóng)業(yè)發(fā)展的緩慢,人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈在內(nèi)的這些前沿科學(xué)技術(shù)在其他生產(chǎn)領(lǐng)域尚且難以完全落地之前,反而率先在農(nóng)業(yè)中找到了合適的應(yīng)用場(chǎng)景。比如在最新一波由ChatGPT引發(fā)的生成式AI技術(shù),也被這些年輕賽博農(nóng)學(xué)家拿來(lái)促生產(chǎn)了?!跋襁@次比賽我們是6人團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)一個(gè)集裝箱,未來(lái)我們希望可以1個(gè)人負(fù)責(zé)100個(gè)甚至1000個(gè)集裝箱的植物工廠生產(chǎn),那意味著有非常大量的數(shù)據(jù)處理工作,這部分其實(shí)可以通過(guò)生成式的AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?!毙茉聘嬖V品玩,就他們的觀察,目前大語(yǔ)言模型的邏輯是先給它一個(gè)大目標(biāo)、讓其自行循環(huán)思考、執(zhí)行、反饋,之后再進(jìn)一步定義小目標(biāo),“OpenAI前幾個(gè)月推出了一個(gè)AutoGPT,就可以讓大語(yǔ)言模型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化循環(huán),這項(xiàng)技術(shù)在開(kāi)源社區(qū)的推進(jìn)速度非???#xff0c;我們也很看重這項(xiàng)技術(shù),現(xiàn)在上手是最合適的時(shí)機(jī),我們希望把決策階段也智能化”??陀^而言,我國(guó)包括植物工廠在內(nèi)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距,尤其是傳感器、農(nóng)業(yè)模型、核心算法等人工智能技術(shù)軟硬件在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。也因此,智慧農(nóng)業(yè)核心技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,成為了年輕一代賽博農(nóng)學(xué)家的首要課題。而這同樣也是多多農(nóng)研科技大賽的目標(biāo)。自2020年始,拼多多連續(xù)三年?duì)款^舉辦“多多農(nóng)研科技大賽”,集結(jié)科學(xué)家、頂尖農(nóng)人,利用人工智能、數(shù)字技術(shù)、合成生物等技術(shù),用更低能耗種出產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好的草莓、番茄和生菜。

植物工廠種植的生菜,送到了崇明島的酒店餐飲部/品玩攝


  更重要的是,這幾屆多多農(nóng)研大賽的成果都不同程度地在產(chǎn)業(yè)端落地應(yīng)用:首屆農(nóng)研大賽獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)“智多莓”在比賽過(guò)程中看到了智慧種植的廣闊前景,從而成立了智多莓公司,將科研成果應(yīng)用于廣袤的田間地頭,幫助中小種植者提升效益。第二屆多多農(nóng)研大賽的冠軍團(tuán)隊(duì)“番茄快長(zhǎng)”設(shè)計(jì)的產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型,也被應(yīng)用到極星農(nóng)業(yè)的玻璃溫室種植中,而在今年大賽中研發(fā)出生菜營(yíng)養(yǎng)液獨(dú)家配方的CyberFarmer團(tuán)隊(duì),也準(zhǔn)備將其在北京小湯山基地中推廣應(yīng)用。農(nóng)研大賽落下帷幕的當(dāng)晚,熊元科在夜晚發(fā)了條朋友圈回顧整個(gè)比賽過(guò)程,“決賽答辯后覺(jué)得,咱們農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)和生長(zhǎng)模型得學(xué)上農(nóng),傳感器設(shè)備和品質(zhì)把控得學(xué)農(nóng)大,產(chǎn)業(yè)化和品牌化得學(xué)極星,期待后面與大家的合作,老鮑加油”。經(jīng)過(guò)90天的激烈角逐,四支團(tuán)隊(duì)固然是彼此強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,但不打不相識(shí)的他們?cè)谖磥?lái)的農(nóng)研領(lǐng)域也將是彼此最佳的合作伙伴。即將碩士畢業(yè)的熊元科告訴品玩,他會(huì)繼續(xù)申請(qǐng)農(nóng)業(yè)能源方向的博士,將其作為長(zhǎng)期發(fā)展的職業(yè)方向。這些活躍在學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)一線的年輕人們,會(huì)聯(lián)手打造一個(gè)全新的賽博農(nóng)業(yè)時(shí)代。

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