新青年，新農(nóng)技

駱曉昀

團(tuán)隊(duì)成員在云南“多多農(nóng)研科技大賽”的溫室中做現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集（莫斯提/ 攝）

2002年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院教授、博導(dǎo)賀冬仙學(xué)成歸國(guó)，她很快進(jìn)入教研一線，“當(dāng)時(shí)我可能勸過(guò)大部分學(xué)生：不要讀博士，不要進(jìn)入農(nóng)業(yè)行業(yè)，工資太低了，也看不到更大的發(fā)展前景?！辟R冬仙告訴本刊記者。

然而，此后十年，巨變悄然而至。賀冬仙的招生人數(shù)不斷增加，且所有學(xué)生幾乎都回到了農(nóng)業(yè)科研、教學(xué)、營(yíng)銷等工作一線。

在她看來(lái)，設(shè)施農(nóng)業(yè)的春天已經(jīng)到來(lái)。這個(gè)春天將會(huì)既暖且長(zhǎng)。

27歲的楊浩是第二次參加多多農(nóng)研科技大賽。2020年7月至12月，他作為賀冬仙團(tuán)隊(duì)成員，參加了第一屆多多農(nóng)研科技大賽，榮獲AI組一等獎(jiǎng)，在團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)圖像識(shí)別技術(shù)的照片素材提取及草莓生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

“第二屆多多農(nóng)研科技大賽種的是番茄。番茄與草莓，種植技術(shù)有區(qū)別，在栽培經(jīng)驗(yàn)上中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)都很有優(yōu)勢(shì)?！睏詈聘嬖V本刊記者。

2021年8月，第二屆多多農(nóng)研科技大賽正式啟動(dòng)。9月21日，喜柿Hamato、番茄快長(zhǎng)TomaGrow、農(nóng)圣大腦Horti-AI和智茄CyberTomato團(tuán)隊(duì)，四支決賽隊(duì)伍脫穎而出。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院副教授趙然和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)博士楊浩是智茄CyberTomato團(tuán)隊(duì)的正副隊(duì)長(zhǎng)，團(tuán)隊(duì)參賽理念是“科技興農(nóng)”。

據(jù)悉，“多多農(nóng)研科技大賽”由拼多多、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)聯(lián)合主辦，并在聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行。

進(jìn)入決賽的四支隊(duì)伍已奔赴位于云南的“多多農(nóng)研基地”，進(jìn)行為期6個(gè)月的番茄種植決賽，并在番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、環(huán)境影響，以及算法策略、商業(yè)可行性上展開(kāi)全面比拼。

“多多農(nóng)研基地”位于云南省昆明市，比賽期間每支隊(duì)伍的賽場(chǎng)是一座96平方米的陽(yáng)光溫室。方寸間，種植了六行此次參賽品種“荷蘭Dlicious”番茄，每支隊(duì)伍需選擇其中一行作為比賽的測(cè)產(chǎn)行。

“我們選擇了中間行測(cè)產(chǎn)，考慮光、溫度、水、肥等綜合因素，中間行變數(shù)最小。3個(gè)月來(lái)，這一行已經(jīng)產(chǎn)出三批番茄共11.62公斤，不過(guò)我們自己還沒(méi)嘗到過(guò)呢。”楊浩說(shuō)。

比賽期間，每名隊(duì)員只要在自己電腦上安裝一個(gè)遠(yuǎn)程控制端，就可以聯(lián)通“多多農(nóng)研基地”的電腦系統(tǒng)，根據(jù)需要控制比賽溫室。因此，盡管決賽過(guò)半，參賽隊(duì)員都還未踏足云南。

智茄CyberTomato由兩個(gè)小團(tuán)隊(duì)組成，副隊(duì)長(zhǎng)楊浩帶領(lǐng)的博士團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)種植生產(chǎn)管理，隊(duì)長(zhǎng)趙然帶領(lǐng)的AI團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)AI視覺(jué)技術(shù)。

楊浩的團(tuán)隊(duì)每天采集數(shù)據(jù)后，會(huì)分享一個(gè)包含環(huán)境、生長(zhǎng)、植株數(shù)據(jù)的日志，以此為根據(jù)得出第二天乃至下一周的管控需求。趙然團(tuán)隊(duì)則會(huì)結(jié)合管控需求和圖片數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)等，建立預(yù)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，到2050年，全球人口將達(dá)到90 億。這意味著糧食生產(chǎn)必須提高70%才能夠滿足需求，同時(shí)還要考慮到環(huán)境保護(hù)和適應(yīng)氣候變化等問(wèn)題。充分利用創(chuàng)新與科技迫在眉睫，共同努力才能實(shí)現(xiàn)零饑餓和其他可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

趙然本科畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)，擁有貫穿如一的工學(xué)學(xué)科背景，他笑稱自己是“農(nóng)業(yè)里搞計(jì)算機(jī)的老師”。

“‘種番茄’比賽中，我們嘗試把AI技術(shù)應(yīng)用于番茄植物信息監(jiān)測(cè)。通過(guò)圖片分析，預(yù)測(cè)每個(gè)生長(zhǎng)階段葉片、花還有果實(shí)的大概數(shù)量，葉片量用于計(jì)算蒸騰效率、光合效率等方面;而通過(guò)果實(shí)數(shù)量的預(yù)測(cè)，則能獲知這串果子能否成為合格商品，只有每串8到16顆的番茄果串才是符合標(biāo)準(zhǔn)的商品果?！壁w然告訴本刊記者。

通過(guò)視覺(jué)技術(shù)試別果實(shí)、病蟲(chóng)害等問(wèn)題后，“多多農(nóng)研基地”的工作人員根據(jù)相應(yīng)信息人工處理相關(guān)問(wèn)題?！芭c單一視頻監(jiān)控不同，計(jì)算機(jī)通過(guò)圖像和數(shù)據(jù)庫(kù)分析判斷并指出問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)過(guò)程。只要溫室種植智能化程度足夠高，機(jī)器人或一些機(jī)械裝置也將有條件介入，自動(dòng)去除有病植株、葉片和果實(shí)，這是未來(lái)的發(fā)展方向。”趙然說(shuō)。

盡管農(nóng)業(yè)是最傳統(tǒng)的行業(yè)和學(xué)科，農(nóng)業(yè)問(wèn)題卻也是最復(fù)雜的問(wèn)題之一?，F(xiàn)代工業(yè)環(huán)境相對(duì)可控，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“仰以鼻息”的氣象信息、光照條件等都不可控。如何應(yīng)用先進(jìn)科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，促進(jìn)農(nóng)業(yè)更新?lián)Q代，是擺在這一代年輕科學(xué)家面前的大課題。

在趙然看來(lái)，應(yīng)用AI等最新技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的途徑。學(xué)科交叉帶來(lái)技術(shù)賦能，傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展將進(jìn)入新維度。

2022年1月，中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布最新數(shù)據(jù)：2021年人口凈增長(zhǎng)為48萬(wàn)。

“多多農(nóng)研科技大賽”評(píng)審組成員、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李道亮此前透露：當(dāng)前，我國(guó)的勞動(dòng)力人口以及農(nóng)業(yè)研發(fā)型人才都存在很大缺口。而在我國(guó)從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的一線勞動(dòng)力普遍年齡在55歲至60歲之間，“80后”農(nóng)民占比不足5%，推動(dòng)農(nóng)業(yè)數(shù)字化已成為急迫性問(wèn)題。

與此同時(shí)，無(wú)論是對(duì)中國(guó)還是世界，糧食安全始終是巨大挑戰(zhàn)。

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，到2050年，全球人口將達(dá)到90億。這意味著糧食生產(chǎn)必須提高70%才能夠滿足需求，同時(shí)還要考慮到環(huán)境保護(hù)和適應(yīng)氣候變化等問(wèn)題。充分利用創(chuàng)新與科技迫在眉睫，共同努力才能實(shí)現(xiàn)零饑餓和其他可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

令人欣喜的是，“多多農(nóng)研科技大賽”正傳達(dá)出行業(yè)的新趨勢(shì)，越來(lái)越多的青年科學(xué)家愿意奔赴農(nóng)業(yè)一線，年輕一代的農(nóng)研工作者開(kāi)始嶄露頭角。

2021年第一屆大賽中，約有80%的參賽者是“90后”，第二屆參賽隊(duì)伍更年輕化，大部分參賽隊(duì)員為“90后”“95后”，甚至不乏“00后”的身影。

楊浩團(tuán)隊(duì)中，27歲的博士楊瑞梅在比賽中負(fù)責(zé)控水補(bǔ)光。她來(lái)自云南大理，是從傳統(tǒng)農(nóng)耕家庭走出來(lái)的科技新農(nóng)人;27歲的博士梁鉅文負(fù)責(zé)控制番茄的“補(bǔ)肥”數(shù)據(jù)，碩士畢業(yè)從事植物研發(fā)工作兩年后，他選擇繼續(xù)深造，為回到農(nóng)業(yè)一線加強(qiáng)理論研究基礎(chǔ)。

賀冬仙告訴本刊記者：“2015年后，設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生巨變。眾多新興產(chǎn)業(yè)蜂擁而入，新技術(shù)被不斷引進(jìn)，產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出欣欣向榮的態(tài)勢(shì)，這也為我們科研服務(wù)產(chǎn)業(yè)提供了很好的契機(jī)?！?/p>

第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”結(jié)束后，賀冬仙的研究室受到業(yè)界集中關(guān)注。2020年12月與2021年6月，團(tuán)隊(duì)先后被中國(guó)草莓產(chǎn)業(yè)大會(huì)及世界草莓產(chǎn)業(yè)大會(huì)邀請(qǐng)，介紹人工智能技術(shù)如何服務(wù)于草莓高架栽培。

“高產(chǎn)高效，就一定會(huì)得到產(chǎn)業(yè)界關(guān)注?？蒲信c產(chǎn)業(yè)接軌的優(yōu)異案例，將幫助技術(shù)人員在產(chǎn)業(yè)中贏得更多尊重，這就達(dá)到了我們參賽目標(biāo)：培養(yǎng)年輕人，為產(chǎn)業(yè)界帶來(lái)好風(fēng)氣。”賀冬仙說(shuō)。

2018年，趙然歸國(guó)，選擇了農(nóng)業(yè)作為自己的跨學(xué)科應(yīng)用方向。他說(shuō)這既是“機(jī)緣巧合”，更因?yàn)榭吹搅藦V闊的前景和巨大的空間。他是李道亮口中那些“有著不同背景的青年才俊”的縮影。這些青年才俊們將齊心協(xié)力，共同引領(lǐng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。