草莓“人機(jī)大戰(zhàn)” 讓未來農(nóng)業(yè)成為贏家

傳統(tǒng)農(nóng)人隊隊員在種植草莓。穆公/攝

　　AI和農(nóng)人，誰種的草莓好？12月16日，首屆“多多農(nóng)研科技大賽”結(jié)果揭曉：AI隊多項指標(biāo)領(lǐng)先頂尖農(nóng)人隊，人工智能更勝一籌。

　　在為期120天的草莓“人機(jī)大戰(zhàn)”中，經(jīng)由中國工程院院士趙春江領(lǐng)銜的大賽評委會評選，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程研究中心和比利時根特大學(xué)青年科學(xué)家組成的CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊獲得AI組冠軍；由云南農(nóng)業(yè)科研、數(shù)據(jù)分析、人工智能等領(lǐng)域?qū)＜医M成的“智多莓”隊，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)、荷蘭屯特大學(xué)、荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的碩士、博士、博士后組成的AiCU隊分別獲得亞軍和季軍。

　　“多多農(nóng)研科技大賽”是在聯(lián)合國糧農(nóng)組織指導(dǎo)下，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多聯(lián)合舉辦的國內(nèi)首屆“人工智能VS頂尖農(nóng)人”數(shù)字農(nóng)業(yè)種植競賽。進(jìn)入決賽的8支隊伍，4支AI隊由國內(nèi)外跨學(xué)科青年科學(xué)家組成，4支頂尖農(nóng)人隊由國內(nèi)草莓種植大戶組成。8支隊伍從7月22日以來，在昆明市富民縣國家高原云果產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，用“農(nóng)人經(jīng)驗”和“人工智能”對高原草莓進(jìn)行“人機(jī)”種植競賽。

　　盡管AI隊多項指標(biāo)領(lǐng)先，但大賽并不是為了讓AI打贏農(nóng)人。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長田見暉說：“這次比賽能讓產(chǎn)業(yè)界、社會公眾感受到人工智能與數(shù)字技術(shù)給未來人類生活可能帶來的改變。”

　　經(jīng)驗和科學(xué)缺一不可

　　9月第一個產(chǎn)季，AI隊和頂尖農(nóng)人隊在草莓產(chǎn)出上已經(jīng)出現(xiàn)了差異。

　　大賽中，4支AI隊分別在阿姆斯特丹、北京、南京和昆明，遠(yuǎn)程控制富民縣的智能化溫室，利用尖端數(shù)字設(shè)備和人工智能，遠(yuǎn)程種植草莓。

　　對此，來自安徽的頂尖農(nóng)人隊“艷九天”的隊員孫郁晴“十分羨慕”。“艷九天”隊4名隊員分成兩組，孫郁晴和隊員王琪是剛剛畢業(yè)的90后大學(xué)生，負(fù)責(zé)現(xiàn)場管理，領(lǐng)隊沈海燕和技術(shù)總監(jiān)王麗娜在安徽負(fù)責(zé)后方支持，根據(jù)她們每天發(fā)送的數(shù)據(jù)和照片進(jìn)行技術(shù)分析和指導(dǎo)。

　　在7月下旬大賽開始的3個月里，孫郁晴和王琪一直待在昆明市富民縣的比賽現(xiàn)場，所有的工作都是手動完成，如打洞、定植；早上給大棚開棚，打開風(fēng)機(jī)除濕；上午或下午給肥一次；中午測溫，溫度超過32攝氏度要拉開遮陽網(wǎng)；記錄終端液體的EC和pH值；傍晚關(guān)棚；設(shè)置硫磺熏蒸器使用時間等。

　　兩名年輕人早晨6時起床去大棚，11月天氣轉(zhuǎn)冷，“騎著電動車在風(fēng)里瑟瑟發(fā)抖的時候，我想如果我是科技組的就好了，不要什么全自動，能早晚自動開關(guān)棚就滿足了?！睂O郁晴說，8月，看著AI隊的苗又大又壯綠油油的，而他們的苗又小又弱的時候，她看到了AI不可代替的好處。

　　已經(jīng)種了30多年草莓的全國勞動模范、江蘇鎮(zhèn)江草莓協(xié)會會長紀(jì)榮喜對此深有同感，作為紀(jì)榮喜勞模工作隊的領(lǐng)隊，開賽之初，他就把添加了油渣的底肥帶到了富民縣的比賽基地?！癆I隊的核心軟件我非常向往?！彼f，他們對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以根據(jù)各種生長時期去調(diào)節(jié)什么時候給氮肥、磷肥、鉀肥，這是農(nóng)人隊做不到的。

　　盡管AI隊和農(nóng)人隊都認(rèn)為，“AI在很大程度上提高了人的效率，增加了精準(zhǔn)度”，但雙方也同時認(rèn)為，“AI不可能完全替代人”。

　　評審會根據(jù)產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比、甜度3項指標(biāo)測定的數(shù)據(jù)顯示：AI組的草莓產(chǎn)量平均值高于傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值196.32%；AI組投入產(chǎn)出比平均值高出傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值75.51%；傳統(tǒng)農(nóng)人組的果實甜度整體均值高出AI組5.24%以上。

　　“智多莓”隊隊長、建智科技首席專家程飚分析說，雖然AI組的產(chǎn)量大于傳統(tǒng)組，但是AI組的實際投資較高。AI隊其實不能獨立完成整個種植過程，需要有人在現(xiàn)場管理。所以大賽安排了云南省農(nóng)科院一個團(tuán)隊為AI組做統(tǒng)一的現(xiàn)場管理。在這個賽制的設(shè)計下，農(nóng)人隊最擅長的現(xiàn)場管理被掩蓋掉了，AI隊最不擅長的現(xiàn)場管理被補(bǔ)上了，使得產(chǎn)量差異較大。

　　程飚指出，AI永遠(yuǎn)有個學(xué)習(xí)的過程，它在模擬專家的微觀視野方面能力較強(qiáng)，但它沒有專家的宏觀視野。比如，紀(jì)榮喜走進(jìn)大棚就能根據(jù)葉子的顏色等看出是缺水還是缺肥，看出棚作物的管理、生長、營養(yǎng)水平，但目前AI還沒有這個能力。

　　CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊隊長、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心林森博士也表示，雖然機(jī)器人可以替代人完成巡檢、打藥、采摘等工作，但智慧農(nóng)業(yè)完全智能還達(dá)不到，經(jīng)驗和科學(xué)缺一不可，人工智能需要人和機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，才能達(dá)到賦能的作用。

　　比賽成果能否走出溫室，在田間落地

　　事實上，盡管本次比賽AI隊取得了令人矚目的成績，但許多人都有一個疑問，AI隊的比賽成果是在高投資的前提下取得的，這些成果能否走出高端溫室，在田間落地？

　　作為一支云南本土的混編強(qiáng)隊，“智多莓”隊11位隊員分別是農(nóng)業(yè)、信息化等領(lǐng)域的專家。組團(tuán)以來，他們進(jìn)行了大量的討論、爭執(zhí)，最終認(rèn)為，參賽要解決兩個問題：當(dāng)前農(nóng)村尤其是山區(qū)勞動力和技能的不足。為此，他們在云南怒江的獨龍江鄉(xiāng)和昆明滇池邊的農(nóng)村進(jìn)行了探索。

　　位于滇池西岸的昆明西山區(qū)碧雞街道辦事處古蓮村，2015年以前主要種植大蔥，因滇池環(huán)保治理的要求，從2015年開始種植草莓。程飚等科研人員在這里看到，由于是小農(nóng)戶種植模式，農(nóng)戶的灌溉設(shè)施水平較低，主要是從滇池里抽水直接灌溉到地里；同時濫用化肥、農(nóng)藥的問題突出，人工費等相關(guān)費用較高。

　　“智多莓”隊決定在這里進(jìn)行第一個社區(qū)種植支持計劃，希望利用已有的泵房與灌溉主管網(wǎng)，讓種植戶把噴灌換成滴灌。為此他們選了15個大棚，約4畝地，讓3個種植戶參與，投資建設(shè)了一個數(shù)字化灌溉設(shè)施進(jìn)行試點。

　　“10月31日，第一個數(shù)字種植站開始投入提供服務(wù)，截至目前已經(jīng)有了明顯的效率。”程飚舉例說，過去，15個大棚，每次灌溉需要4個人干1天，現(xiàn)在1個半小時就灌溉完畢，且只用16公斤肥料；過去，相同的肥料，農(nóng)戶每次要用40多公斤。省工、省水、省肥的明顯作用，讓很多種植戶要求加入，科技公司按照每株草莓每年0.3元的服務(wù)費，一畝地大約收取1500—1800元，降低了農(nóng)戶的種植成本。

　　程飚認(rèn)為，“AI賦能除了經(jīng)濟(jì)效益的改善之外，還要承擔(dān)更多的社會責(zé)任”。他們希望在古蓮村的示范，能用3—5年的時間，降低水資源的消耗，同時把活性磷、氮的排放降低50%左右。

　　在紀(jì)榮喜看來，這是一個可以達(dá)到的目標(biāo)?！翱茖W(xué)精細(xì)的管理，可以對施肥、施水量進(jìn)行調(diào)整。而憑感覺肯定會浪費水和肥料，土壤里的肥料施多后，會流失，浪費掉，也污染了環(huán)境?！?/p>

　　值得關(guān)注的是，此次大賽后，紀(jì)榮喜勞模工作隊、“艷九天”隊已與“智多莓”等AI團(tuán)隊達(dá)成共識，將在明年共同合作；CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊決定將比賽成果進(jìn)行商業(yè)轉(zhuǎn)化，著手建立一個標(biāo)準(zhǔn)化的草莓知識庫，向全國草莓種植戶開放，使小農(nóng)戶也可以獲得頂尖專家的種植經(jīng)驗。

　　“賽事期間，新農(nóng)人和青年科學(xué)家扎根田間地頭，從人工智能算法、生產(chǎn)模型、種植實踐等角度進(jìn)行了前瞻性的創(chuàng)新與嘗試，創(chuàng)造了一批具有實用性的數(shù)字農(nóng)業(yè)解決方案?！逼炊喽喔笨偛藐惽镎f，全國頂尖農(nóng)人和世界人工智能專家之間的切磋與較量，充分激發(fā)了青年科學(xué)家的想象力與創(chuàng)造力，最終將探索出一批能夠適用于小農(nóng)生產(chǎn)模式下的低成本的、可復(fù)制的AI農(nóng)業(yè)運用?！跋Ｍ軌蛭嗟母呖萍嫉娜瞬艁硗渡磙r(nóng)業(yè)，共同推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字革命。”

　　AI可以讓年輕人回到農(nóng)業(yè)

　　“這次比賽讓我收獲非常多，給了我很多啟發(fā)?！痹诶ッ鞲幻窨h種了近4個月草莓后，12月14日，孫郁晴前往美國東北大學(xué)，開始了研究生的學(xué)習(xí)生活。“艷九天”隊在本次比賽中獲得了頂尖農(nóng)人組卓越獎。

　　孫郁晴本科學(xué)的是植物保護(hù)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)，她的媽媽沈海燕被譽為安徽草莓“育苗皇后”，是“艷九天”隊的領(lǐng)隊。孫郁晴大學(xué)畢業(yè)準(zhǔn)備到美國讀書的這段時間，加入了4名都是女性的“艷九天”巾幗隊，這次比賽讓“以前不知道農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)可以做什么”的她明確了未來的職業(yè)規(guī)劃。

　　“比賽讓我發(fā)現(xiàn)了女性力量在農(nóng)業(yè)的崛起?！睂O郁晴說，在她媽媽擔(dān)任總經(jīng)理的合肥市艷九天農(nóng)業(yè)科技有限公司里，都是女性員工，這些女性都是從事基本農(nóng)事操作，以體力勞動為主?！安葺容^嬌嫩，需要手巧一點、軟一點，不能弄傷草莓?！薄捌G九天”團(tuán)隊“讓大家很吃驚也很感興趣，說明現(xiàn)在從事技術(shù)類農(nóng)業(yè)的女性太少”。孫郁晴說，大家總會問她，女性從事農(nóng)業(yè)有沒有什么劣勢？大賽后，她決定專注于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)和性別經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究，“我希望能有更多的女性力量在農(nóng)業(yè)行業(yè)里崛起”。

　　有趣的是，此次大賽，無論是頂尖農(nóng)人隊還是AI隊里的年輕人，都沒有做過農(nóng)民。但他們的共同目標(biāo)卻是：“讓年輕人回到農(nóng)業(yè)?！?/p>

　　“年輕人不是不愿進(jìn)入農(nóng)業(yè)，而是跟傳統(tǒng)的種植和傳授方式有代溝，很難進(jìn)入農(nóng)業(yè)?！睂O郁晴說，與傳統(tǒng)農(nóng)人相比，有文化、有知識的“新農(nóng)人”更愿意以科學(xué)的態(tài)度和方法對待種植，注重產(chǎn)品的質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)以及對未來的影響，更容易接受新的事物并應(yīng)用到農(nóng)業(yè)上。

　　程飚也認(rèn)為，年輕人不愿意進(jìn)入農(nóng)業(yè)，除了農(nóng)業(yè)的回報較低外，還有“現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)沒有提供給他們想要的平臺”?！耙徽f起農(nóng)業(yè)，大家想到的就是面朝黃土背朝天、拿著鋤頭挖地的場面?！背天f，當(dāng)有新的場景提供時，一部分年輕人是不會排斥的，他們是愿意從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的。

　　在程飚看來，數(shù)字化農(nóng)業(yè)并不是為了取代人?！皣?yán)重依賴互聯(lián)網(wǎng)，其實是有風(fēng)險的”，“數(shù)據(jù)一旦不準(zhǔn)的話，會嚴(yán)重影響決策”。

　　程飚認(rèn)為，AI、物聯(lián)網(wǎng)和人結(jié)合在一起，可以創(chuàng)造新的崗位。比如，采集數(shù)據(jù)的崗位，雖然每天去不同的大棚，常年在農(nóng)村跑，但因為辦公室在城里，年輕人有公司職員的歸屬感；數(shù)據(jù)分析崗位，面對的不是用鋤頭干農(nóng)活，而是操作計算機(jī)。同時，農(nóng)業(yè)的流通環(huán)節(jié)電商銷售也很需要年輕人，這些都是年輕人樂于做善于做的事情。他們的辦公室在城里，卻都是在為農(nóng)業(yè)服務(wù)。通過AI的幫助，農(nóng)村的勞動強(qiáng)度降低，勞動收入提升，也能讓年輕人看到希望。

　　“先讓年輕人具備意愿，有了意愿才會有能力。”程飚說，年輕人參與進(jìn)來后才會發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的意義，才會有動力去做好其他事情?！?/p>

　　值得一提的是，由7位在荷蘭留學(xué)的中國青年學(xué)者組成的AiCU隊在比賽中發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)種植中植物生長的單一項目進(jìn)行控制有很好的推廣前景。他們表示，疫情結(jié)束之后將回國創(chuàng)業(yè)。

　　中青報·中青網(wǎng)記者 張文凌 來源：中國青年報 （ 2020年12月17日 03 版）

　　轉(zhuǎn)自：中國青年網(wǎng)

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