農(nóng)業(yè)在AI中年輕起來
2024-12-05
8月9日，拼多多、光明母港（上海）科技公司、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)宣布聯(lián)合啟動第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”。比賽將招募來自國內(nèi)外的頂尖農(nóng)業(yè)科研團隊，利用并開發(fā)最前沿的人工智能、算法種植、合成生物等跨學(xué)科技術(shù)，共同打造更開放、更前沿、更實用的“產(chǎn)學(xué)研用”一體化農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新平臺。
“多多農(nóng)研科技大賽”已經(jīng)舉辦過兩屆，是由拼多多發(fā)起的一項農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新競賽，旨在探索農(nóng)業(yè)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用方式及其推廣的可能性。
比賽吸引了全球頂尖的青年數(shù)字農(nóng)業(yè)科研團隊。統(tǒng)計顯示，參賽團隊中90后、95后成員占比約80%，年輕一代的農(nóng)業(yè)科技工作者是大賽的主力軍。
“用數(shù)字化方式改造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，要讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不像以前那么辛苦，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的收入。高效、可持續(xù)地發(fā)展，才能吸引更多青年人到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域來?！背天锌馈?/div>
90后用算法種田
潛心于田間地頭，用科技改變農(nóng)業(yè)的年輕人，正在創(chuàng)造更多的可能性。
2014年大學(xué)畢業(yè)，祝清震就成為一名汽車工程師。但在工作中，他了解到我國農(nóng)業(yè)技術(shù)和裝備發(fā)展落后的現(xiàn)狀，便決定放棄造車，繼續(xù)攻讀農(nóng)業(yè)工程博士學(xué)位。8年過去，他已經(jīng)成為江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程專業(yè)的一名講師和科研人員。
“我雖然走出了那個生我養(yǎng)我的小鄉(xiāng)村，但依然希望改變家鄉(xiāng)那種相對落后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式?！睉阎环N責(zé)任感，2021年8月，祝清震組建科研團隊“農(nóng)圣大腦”（Horti-AI），參與了第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”，最終進入決賽并獲得優(yōu)秀獎。
燃次元獲悉，第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”的命題是“利用前沿的營養(yǎng)科學(xué)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等技術(shù)，在6個月內(nèi)挑戰(zhàn)種出高品質(zhì)、高產(chǎn)量的番茄”，由拼多多、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)聯(lián)合主辦，在聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)及研究中心的技術(shù)指導(dǎo)下進行。進入初賽有15支團隊超過120名青年科學(xué)家，參賽隊伍成員多為90后、95后，甚至不乏00后的身影。
帶領(lǐng)“番茄快長”（TomaGrow）隊伍參加這屆比賽的徐丹，則是世界頂級農(nóng)業(yè)院校之一的荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的碩士畢業(yè)生。2015年回國，他在北京密云區(qū)建立起3萬平方米的極星溫室，一個智慧農(nóng)業(yè)基地，如今可以日產(chǎn)萬棵青菜，冬奧會及殘奧會期間多次為奧運村供應(yīng)蔬菜。
比賽中，“番茄快長”自研了一套“病害管理系統(tǒng)”，在溫室中安裝相關(guān)傳感器，在監(jiān)測室內(nèi)氣候與植物生長情況的同時，對常見的真菌性病害風(fēng)險進行預(yù)測，以規(guī)避大部分的病害風(fēng)險。
最終，第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”中，4支決賽團隊的番茄平均產(chǎn)量達(dá)到了傳統(tǒng)種植的兩倍左右，營養(yǎng)價值也符合高品質(zhì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。“番茄快長”獲得冠軍，其產(chǎn)量與同期荷蘭溫室種植小番茄的巔峰產(chǎn)量一致。
回顧第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”，彼時也是成績斐然。
2020年，在為期近4個月的比賽中，AI組隊伍將在數(shù)字化的“無人溫室”中，利用IoT設(shè)備、攝像頭及傳感器，收集溫室種植環(huán)境和作物生長數(shù)據(jù)，創(chuàng)造出一套人工智能種植解決方案。傳統(tǒng)組隊伍將利用豐富的種植經(jīng)驗，對傳統(tǒng)的“小農(nóng)生產(chǎn)”進行精細(xì)化升級，挑戰(zhàn)人工智能系統(tǒng)。
最終，青年科學(xué)家們利用作物生長模型、卷積算法等AI技術(shù)，將草莓產(chǎn)量提升至高出農(nóng)人組196.32%。
程飚介紹道，當(dāng)時智多莓用算法做了一個草莓生長仿真器，模擬出草莓的在無氣候、病蟲等災(zāi)害下的理想生長模型，比賽中根據(jù)實際情況對模型進行修正和完善，利用這個模型控制智能溫室，如定時的水、營養(yǎng)調(diào)整。“之前都是做項目，積累的經(jīng)驗是碎片化的，而這次比賽，我們終于研究出一套完整的（草莓種植）解決方案?！?/div>
實際上，也是這屆比賽，程飚與此前的多位合作伙伴，如昆明農(nóng)科院、中科院自動化研究所的專家，決定組成隊伍，進行一次“算法+農(nóng)業(yè)”的探索，“以前都是分開合作，唯有這次機會，我們集合到了一起。”他說道。
比賽最后，智多莓種植產(chǎn)量收益大概是傳統(tǒng)種植戶的2.7倍。具體而言，智多莓實際產(chǎn)量達(dá)到了理論產(chǎn)量的85-87%左右的水平，而最先進的荷蘭溫室大概能達(dá)到理論產(chǎn)量的90-95%的水平，但使用國際標(biāo)準(zhǔn)溫室的國內(nèi)傳統(tǒng)種植戶，只能達(dá)到理論產(chǎn)量的40%左右水平。
這次比賽，對智多莓意義重大?！斑@個比賽給了我們低成本驗證方案的機會。因為比賽里的設(shè)備都是拼多多投資的，沒有設(shè)備就無法驗證這些（AI）模式，而我們自己沒辦法做這個投資?！?/div>
燃次元獲悉，第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”中，4個獨立的AI溫室里，應(yīng)用了荷蘭騎士集團的智能化環(huán)境控制計算機及水肥一體化系統(tǒng)，其集成超過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條生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件對超過30條灌溉、通風(fēng)參數(shù)進行自動化控制。
“此外，我們有機會接觸很多高層次科研團隊，進行跨行業(yè)的碰撞交流，給我們很多的思路啟發(fā)，這是深遠(yuǎn)的意義。還有一個優(yōu)勢是，我們也與頂尖農(nóng)人，也就是種植戶建立了信任聯(lián)系，他們親眼看到AI種植效果，對我們很認(rèn)可，讓我們后續(xù)能順利進入種植戶圈里?！背天蛉即卧嘎?，后續(xù)智多莓商業(yè)化合作中，多位客戶是由比賽中的頂尖農(nóng)人推薦的。
AI為土地增值
中國信息通信研究院和中國人民大學(xué)2021年12月發(fā)布的《中國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展研究報告》中提到，智慧農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是利用“數(shù)據(jù)+算法”加速農(nóng)業(yè)的智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸，進而實現(xiàn)效率提升和成本節(jié)約。
在普通人的認(rèn)知里，研究高精尖技術(shù)的科學(xué)家，很難跟經(jīng)受風(fēng)吹日曬的農(nóng)民聯(lián)系在一起。學(xué)者與農(nóng)民的聯(lián)動，智慧農(nóng)業(yè)的落地，商業(yè)化模式的推廣，是行業(yè)迫切關(guān)注的。
“智慧農(nóng)業(yè)核心是科學(xué)種植，不是昂貴的實驗室技術(shù)或設(shè)備?！泵鎸σ蓡?，程飚肯定地告訴燃次元。
“我們用算法來調(diào)整種植方案，農(nóng)戶不需要增加投資，每畝產(chǎn)量兩噸以下的話，我們不收費。而比如超過1.4噸產(chǎn)量，我們可以獲得600公斤的收入。照此計算，我們設(shè)備投資的成本大概是1-2元/公斤?！彼赋?，智多莓的種植模式，可以創(chuàng)造較高盈利。以600公斤為例，即使按照10元/公斤出售草莓，智多莓也有50%以上的利潤。
“實際上，投入科技就是大幅降低成本的?！背天J(rèn)為，現(xiàn)在數(shù)字農(nóng)業(yè)由設(shè)備供應(yīng)商在推進，但思維應(yīng)該有所改變，“將設(shè)備賣給種植戶，賺一兩倍錢，意義不大。長期持續(xù)地服務(wù)，讓低效農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向高效農(nóng)業(yè)，幫農(nóng)民掙錢，我們也掙錢，并且能持續(xù)掙錢，才是務(wù)實的?！?/div>
早在第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”之時，2020年11月，智多莓就向云南昆明滇池古蓮村的草莓種植個體戶提供AI種植支持服務(wù)。接入智多莓?dāng)?shù)字化農(nóng)業(yè)服務(wù)工作站后，每株草莓一年付0.3元的服務(wù)費。一個種植季下來，種植戶老張發(fā)現(xiàn)，2畝草莓地比往年多賺了3、4萬元，還節(jié)省了將近4000元的肥料成本。
2021年，智多莓在云南省怒江州瀘水縣老窩村搭建的數(shù)字化草莓生產(chǎn)體系，使得老窩村草莓產(chǎn)業(yè)常用工成本下降30%以上，肥料支出減少2500元/畝，植保支出減少1000元/畝，草莓產(chǎn)量增加30%。
智多莓合作的一個大型農(nóng)場中，原本100多個大棚，需要7個人負(fù)責(zé)灌溉，且只能半個月灌溉一次。但投入AI技術(shù)后，僅需要1個人管理，比如現(xiàn)場查看水管有否脫落等小問題。
程飚透露，現(xiàn)在20畝的合作規(guī)模，算法后臺也只需要2個人來控制，明年擴大到200畝也不會超過4個人，未來超過1000畝規(guī)模，一個10人團隊就能支持?！耙酝鶎＜乙材芙鉀Q田里的問題，但一個專家只能服務(wù)100畝地，但專家加上AI的話，可以擴大到1萬畝地?！?/div>
程飚強調(diào)了智慧農(nóng)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)。“農(nóng)業(yè)要有規(guī)模效應(yīng)，規(guī)模越大，單位成本越低，才能持續(xù)發(fā)展?！彼赋?，種植模式要從經(jīng)驗依賴型轉(zhuǎn)變?yōu)槠脚_依賴型，用技術(shù)打破經(jīng)驗壁壘，土壤、管理等差異，都能用技術(shù)平臺統(tǒng)一接管，科學(xué)解決。
比如農(nóng)業(yè)有濫用肥料的問題。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在《到2020年化肥使用量零增長行動方案》中顯示，中國農(nóng)作物化肥施用量偏高，畝均化肥用量達(dá)21.9公斤，遠(yuǎn)高于世界平均水平（每畝8公斤）。
“濫用肥料造成問題，第一是種植戶的成本高，第二對土地的傷害很大，土地里面活性磷活性氮的含量很高。種植戶總以為作物長得好是因為肥料，實際上主要是因為光合作用，這個解決辦法就是由技術(shù)來控制?！背天硎?，投入技術(shù)后，肥料成本降低一半以上。
同時，農(nóng)業(yè)要從“以勞動力為中心配置資源”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙宰魑餅橹行呐渲觅Y源”，“1個人管6畝地，4天才能澆一次水，但這不一定是作物的最優(yōu)生態(tài)條件。如同1個人每月需要補充10克鹽，一次性吃完，是不合理的。”
科技助農(nóng)的未來
“農(nóng)民是有前途的?！背天J(rèn)為，智慧農(nóng)業(yè)是一個藍(lán)海市場。
億歐智庫2021年10月發(fā)布的《2021中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化研究報告》顯示，中國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易逆差持續(xù)增長，2020年農(nóng)產(chǎn)品出口額僅760億美元，而進口額則達(dá)到1708億美元，貿(mào)易逆差達(dá)到948億美元，與2015年相比幾近翻倍，對外依存度高。
“日益多元的農(nóng)產(chǎn)品需求與國內(nèi)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)矛盾凸顯，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的矛盾逐漸由總量的供給不足轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)不匹配。中國農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，進一步調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)已成為提高農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益的現(xiàn)實選擇。”
億歐智庫指出，農(nóng)業(yè)科研和科技推廣體系是美國農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的核心競爭力。作為農(nóng)業(yè)大國，美國僅靠1.5%農(nóng)業(yè)人口養(yǎng)活了近5%世界人口，糧食產(chǎn)量占全球產(chǎn)量20%左右。
“當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展正處于重大的變革期，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的重大突破對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將產(chǎn)生巨大的影響。在過去的兩年當(dāng)中，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與拼多多在平臺搭建、農(nóng)產(chǎn)品電商研究、新農(nóng)人培訓(xùn)等方面開展了大量的合作?！敝袊r(nóng)業(yè)大學(xué)副校長龔元石表示。
程飚指出，中國的數(shù)字農(nóng)業(yè)前景較大。如全國的草莓種植主產(chǎn)區(qū)加起來就是40萬畝的規(guī)模。未來，他們還計劃滲透其他領(lǐng)域，如云南普洱的咖啡豆，“等2-3年的技術(shù)驗證后，我們才會正式商業(yè)化切入?！?/div>
實際上，從全國來看，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展還是停留在“試驗田”階段，實現(xiàn)真正的智能、無人化農(nóng)場，還有很長的一段路要走。
“農(nóng)業(yè)發(fā)展需要長期的耐心和投入，四季度的利潤將繼續(xù)用于支持農(nóng)研科技的深度探索?！逼炊喽?021年財報電話會議中，陳磊說道。
面對國內(nèi)電商業(yè)務(wù)增長的天花板，拼多多或要在農(nóng)業(yè)這片藍(lán)海中，尋找新的增長點。加快向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游的研發(fā)和投入，拼多多多線并進，“百億農(nóng)研”即是其中重點項目之一。
如今，拼多多連續(xù)三年舉辦“多多農(nóng)研科技大賽”。拼多多副總裁戴志輝表示，前兩屆大賽的結(jié)果驗證了數(shù)字技術(shù)和人工智能能夠切實有效賦能農(nóng)業(yè)，也為拼多多“百億農(nóng)研”戰(zhàn)略積累了一定的經(jīng)驗?！傲钊诵老驳氖?，我們看到越來越多的新生代農(nóng)人正在投入農(nóng)業(yè)發(fā)展中，更多運用新興科技推動農(nóng)業(yè)加速發(fā)展?！贝髦据x說。
拼多多發(fā)布的《2021新新農(nóng)人成長報告》顯示，以95后為代表的“新新農(nóng)人”已經(jīng)成為推動農(nóng)產(chǎn)品上行的嶄新力量。截至2021年10月，拼多多平臺“新新農(nóng)人”數(shù)量已超過12.6萬人，在涉農(nóng)商家中的占比超過13%。
吸引年輕人到農(nóng)業(yè)中來，也是程飚一直在思考的問題。他認(rèn)為，要推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化，并需要塑造新農(nóng)人的環(huán)境。
“年輕人只能在基地定崗，但公司在城市里。他可以一半時間駐守后臺，一半時間跑基地，這樣年輕人更能堅持下去。輪崗之后，年輕人如果有意愿留在基地，再讓他以主動的姿態(tài)去農(nóng)村?！钡麖娬{(diào)，必須推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化，讓勞動強度降下來，收入升上去，年輕人才可能入行。
“用數(shù)字化、智能化的手段去提升整個農(nóng)業(yè)的效率，我們應(yīng)該有這個使命?！背天嬖V燃財經(jīng)，中國發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，成本或是全球最低的，“我認(rèn)為我們具備彎道超車的條件，對標(biāo)國際企業(yè)，如果我們用他們50%的投資，達(dá)到他們70%的效果，那就是勝利?！?/div>