一棵生菜通常35天左右就能從種子長大成熟，圖中的生菜品種為“優雅”
中科院植物研究所聯手福建三安集團成立的中科三安将為賽事提供集裝箱植物工廠等硬體設施的支援
在上海光明母港垂直農業研究中心，一個個陳列的集裝箱看着平平無奇，但進入其中，卻别有洞天。這是一個小型生菜生産工廠中的房間。種植架被劃分為三或四層，每層都裝有種植托盤。這裡沒有日照與土壤，卻将成為更高産量、更好品質生菜的出品地。
這是拼多多第三屆“多多農研科技大賽”的比賽場地，9日，比賽已開啟全球招募。最終，決賽團隊種植的優質生菜将上線拼多多平台進行銷售，廣大消費者可拼單購買這些植物工廠生産的“賽博生菜”。同時，大賽還會邀請消費者體驗試吃，他們的感官測評和回報也将作為評比“AI菜王”的參考名額之一。
農研大賽已是第三屆
智慧農業成命題
集裝箱式垂直農業代表着一種高品質、現代化的農業生産方式，最早由美國哥倫比亞大學教授迪克遜·德斯帕米爾提出。他希望在由玻璃和鋼筋組成的光線充足的建築物裡生産人類所需的食物，破解農業生産受資源制約的難題。
“大陸智慧農業發展水準與發達國家相比還有差距，尤其是農業傳感器、農業模型和核心算法、智能農機裝備等核心關鍵技術需要我們創新和發展。”本次大賽評審組副組長、中國農業大學水利與土木工程學院教授賀冬仙認為，“多多農研科技大賽”正在這些方面發起探索。
以光照為例，植物在不同生長階段需要不同的光照環境。如何配制合适的“配方光”，實作高效高品質的生産是本次一大看點。除了光外，溫、水、肥、氣也是本次挑戰賽考核的核心要素點。
據了解，本次大賽的比拼項目是“水果生菜”，評比次元包括産量、品質、算法政策、能耗成本及商業價值五方面。目前，比賽已開啟全球招募，即日起至8月26日，選手們可通過大賽網站線上報名。按照規則，賽程包括初賽與決賽兩個部分。前期，組委會将海選15支滿足條件的團隊參加初賽，評估他們方案的科學性與可行性，得分最高的4支隊伍進入決賽，開展實際種植。此後，專家團隊将參考專業檢測報告對營養價值及綜合品質展開評審，同時，作物産量、資源消耗成本也是重要的考評項目。
AI如何種植？
種植成果優于傳統農業
人機對抗，比賽種植傳統農作物，誰能赢？不少人認為，科學技術對抗人工經驗，機器能力比拼人的眼和手，在一塊固定大小的溫室地盤中，勝敗難論。“種草莓三分靠技術、七分靠管理。在真正種植過程中，用肥、用水、溫度控制，以及在結果密度上，都需要不小的調整，這些都需要長期的經驗作為支撐。”此前在第一屆比賽中，比的是種草莓，聖野漿果富民隊帶頭人、管理草莓種植面積超過6000畝的馬廷東表示，“就目前的成本和技術成熟度來看，種草莓這事兒，還是人工更勝一籌。”
但是幾個月的比賽下來，頂尖農人們意識到了農業資料化的重要性——當頂尖農人隊在田間澆水、施肥時，旁邊的AI組隻需要對模型和回報參數進行調整，溫室的通風窗、施肥系統會進行自動調整，實作了“一身輕松搞農業”。
AI有何能力？比如當時，種植草莓的4個獨立的AI溫室裡，應用了荷蘭騎士集團的智能化環境控制計算機及水肥一體化系統，其內建超過50套傳感器，可實時讀取溫濕度、光照強度值、二氧化碳濃度等45條生産環境參數，并根據預設條件對超過30條灌溉、通風參數進行自動化控制。
還有，林森、鄭建峰兩位博士隊長，則嘗試運用超過9種算法，把人工智能技術、專家經驗、模型系統進行融合，建成一套标準化的草莓種植智慧決策系統。“像植物生長狀态識别、病蟲害預警等已得到驗證的技術，這次我們也應用到了昆明的草莓種植中。”林森指着比賽溫室内的小型攝像頭說，通過圖像掃描識别的方式，可以判定植物生長狀态以及是否有病蟲害，并由AI進行智能管理。
更有甚者，荷蘭一支隊伍的隊員，當時因為疫情原因一直未能回國，但他和團隊通過算法，在萬裡之外控制着賽場上草莓的生長。
最終，青年科學家們利用作物生長模型、卷積算法等AI技術将草莓産量提升至高出農人組196.32%。
在第二屆比賽中，各個隊伍也同樣開發了完整的種植系統，比如智茄隊開發了“智慧番茄數字管控雲平台”、喜柿隊開發了“新型輕簡溫室二氧化碳加富技術”、番茄快長團隊開發了“病害管理系統”。其中，“番茄快長”團隊設計的一套“人機融合智能”算法，會根據傳感器的“閱讀”情況做出“如何讓番茄們過得更開心”的決策。對此，控制人可以同意，也可以拒絕。但隻要他做出決策，番茄和算法都會盡可能按照他的設想成長。
在最終的結果上，番茄快長團隊的産量與同期荷蘭溫室種植小番茄的巅峰産量一緻。喜柿隊種植的番茄果實營養品質顯著高于傳統栽培番茄。其中，番茄果實維生素C含量高于傳統栽培番茄 80.8%;番茄紅素含量高于傳統栽培番茄114%;氨基酸含量高于傳統栽培番茄72.5%。也就是說，AI種出的草莓又多又有營養。
AI種植不是殺雞用牛刀
而是已經商業化營運
目前，第一屆中有兩支決賽優勝的參賽隊伍開始探索商業化營運，将科研成果應用在更廣袤的田間地頭，幫助中小種植者提升效益。
“我們雲南本土批發市場上，草莓的價格大約僅有華東市場的1/3，這其中雖然有物流的原因，但更多症結是在種植出的草莓商品化率不高。”此前，來自雲南本土的智多莓隊隊長程飚曾表示。
而如今，“智多莓”開發的AI種植系統已經幫助當地農戶實實在在地提高商品化率。2020年10月31日起，智多莓隊向昆明市滇池西岸的100餘戶草莓種植戶提供AI種植支援服務。作為首批使用者，滇池西岸古蓮村的老張抱着試試看的心态，将自家的2畝草莓接入了智多莓在雲南的數字農業工作站，每株草莓一年付0.3元的服務費。他算了筆賬，從2020年10月到2021年五一種植季結束，自家的 2畝草莓地比去年多賺了三四萬元，而且還節省了将近4000元的肥料成本。
實際上，在這些參賽隊員中，有很多就是“農二代”，可以看到，他們參賽為的不是在實驗室中培育這一次試驗品，而是要推廣到日常的農業生産中去。“我之是以會從事農業研究，是因為從小見慣了大人用雙手在黃土裡刨挖生活，以高強度的勞動換來僅僅溫飽的生活。”喜柿隊隊長、浙江大學博士生朱常安長在農村，傳統的勞動方式給他留下了深刻的印記。“我希望能在提高農業生産效率方面貢獻自己的一點力量。”
中國工程院院士、評審組組長趙春江表示，在此前的農研大賽上，我們欣喜地看到了諸多青年農業科學家們紮根在田間地頭，從算法、生産模型、種植實踐等角度進行了很多具有前瞻性的創新與嘗試，形成一批實用性強的技術方案。“我們應把握時代機遇，堅持科技自主自強，圍繞智慧農業所涉及的核心關鍵技術，下力氣攻關，努力實作自主可控，提高國産核心技術産品的市場競争力，為農業現代化發展提供有力支撐。”
文/本報記者 溫婧
攝影/莫斯提