草莓“人機大戰” 讓未來農業成為贏家

傳統農人隊隊員在種植草莓。穆公/攝

　　AI和農人，誰種的草莓好？12月16日，首屆“多多農研科技大賽”結果揭曉：AI隊多項指標領先頂尖農人隊，人工智能更勝一籌。

　　在為期120天的草莓“人機大戰”中，經由中國工程院院士趙春江領銜的大賽評委會評選，由中國農業科學院、中國農業大學、國家農業智能裝備工程研究中心和比利時根特大學青年科學家組成的CyberFarmer·HortiGraph聯隊獲得AI組冠軍；由云南農業科研、數據分析、人工智能等領域專家組成的“智多莓”隊，荷蘭瓦赫寧根大學、荷蘭屯特大學、荷蘭阿姆斯特丹大學的碩士、博士、博士后組成的AiCU隊分別獲得亞軍和季軍。

　　“多多農研科技大賽”是在聯合國糧農組織指導下，由中國農業大學和拼多多聯合舉辦的國內首屆“人工智能VS頂尖農人”數字農業種植競賽。進入決賽的8支隊伍，4支AI隊由國內外跨學科青年科學家組成，4支頂尖農人隊由國內草莓種植大戶組成。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業園內，用“農人經驗”和“人工智能”對高原草莓進行“人機”種植競賽。

　　盡管AI隊多項指標領先，但大賽并不是為了讓AI打贏農人。中國農業大學副校長田見暉說：“這次比賽能讓產業界、社會公眾感受到人工智能與數字技術給未來人類生活可能帶來的改變。”

　　經驗和科學缺一不可

　　9月第一個產季，AI隊和頂尖農人隊在草莓產出上已經出現了差異。

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

　　對此，來自安徽的頂尖農人隊“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的90后大學生，負責現場管理，領隊沈海燕和技術總監王麗娜在安徽負責后方支持，根據她們每天發送的數據和照片進行技術分析和指導。

　　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，打開風機除濕；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；記錄終端液體的EC和pH值；傍晚關棚；設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月天氣轉冷，“騎著電動車在風里瑟瑟發抖的時候，我想如果我是科技組的就好了，不要什么全自動，能早晚自動開關棚就滿足了。”孫郁晴說，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。

　　已經種了30多年草莓的全國勞動模范、江蘇鎮江草莓協會會長紀榮喜對此深有同感，作為紀榮喜勞模工作隊的領隊，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。“AI隊的核心軟件我非常向往。”他說，他們對采集的數據進行分析，可以根據各種生長時期去調節什么時候給氮肥、磷肥、鉀肥，這是農人隊做不到的。

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

　　評審會根據產量、投入產出比、甜度3項指標測定的數據顯示：AI組的草莓產量平均值高于傳統農人組平均值196.32%；AI組投入產出比平均值高出傳統農人組平均值75.51%；傳統農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組的產量大于傳統組，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，需要有人在現場管理。所以大賽安排了云南省農科院一個團隊為AI組做統一的現場管理。在這個賽制的設計下，農人隊最擅長的現場管理被掩蓋掉了，AI隊最不擅長的現場管理被補上了，使得產量差異較大。

　　程飚指出，AI永遠有個學習的過程，它在模擬專家的微觀視野方面能力較強，但它沒有專家的宏觀視野。比如，紀榮喜走進大棚就能根據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、營養水平，但目前AI還沒有這個能力。

　　CyberFarmer·HortiGraph聯隊隊長、國家農業信息化工程技術研究中心林森博士也表示，雖然機器人可以替代人完成巡檢、打藥、采摘等工作，但智慧農業完全智能還達不到，經驗和科學缺一不可，人工智能需要人和機器人協同作業，才能達到賦能的作用。

　　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隊，“智多莓”隊11位隊員分別是農業、信息化等領域的專家。組團以來，他們進行了大量的討論、爭執，最終認為，參賽要解決兩個問題：當前農村尤其是山區勞動力和技能的不足。為此，他們在云南怒江的獨龍江鄉和昆明滇池邊的農村進行了探索。

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

　　“智多莓”隊決定在這里進行第一個社區種植支持計劃，希望利用已有的泵房與灌溉主管網，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，投資建設了一個數字化灌溉設施進行試點。

　　“10月31日，第一個數字種植站開始投入提供服務，截至目前已經有了明顯的效率。”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元的服務費，一畝地大約收取1500—1800元，降低了農戶的種植成本。

　　程飚認為，“AI賦能除了經濟效益的改善之外，還要承擔更多的社會責任”。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。

　　在紀榮喜看來，這是一個可以達到的目標。“科學精細的管理，可以對施肥、施水量進行調整。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，也污染了環境。”

　　值得關注的是，此次大賽后，紀榮喜勞模工作隊、“艷九天”隊已與“智多莓”等AI團隊達成共識，將在明年共同合作；CyberFarmer·HortiGraph聯隊決定將比賽成果進行商業轉化，著手建立一個標準化的草莓知識庫，向全國草莓種植戶開放，使小農戶也可以獲得頂尖專家的種植經驗。

　　“賽事期間，新農人和青年科學家扎根田間地頭，從人工智能算法、生產模型、種植實踐等角度進行了前瞻性的創新與嘗試，創造了一批具有實用性的數字農業解決方案。”拼多多副總裁陳秋說，全國頂尖農人和世界人工智能專家之間的切磋與較量，充分激發了青年科學家的想象力與創造力，最終將探索出一批能夠適用于小農生產模式下的低成本的、可復制的AI農業運用。“希望能夠吸引更多的高科技的人才來投身農業，共同推動農業生產的數字革命。”

　　AI可以讓年輕人回到農業

　　“這次比賽讓我收獲非常多，給了我很多啟發。”在昆明富民縣種了近4個月草莓后，12月14日，孫郁晴前往美國東北大學，開始了研究生的學習生活。“艷九天”隊在本次比賽中獲得了頂尖農人組卓越獎。

　　孫郁晴本科學的是植物保護和農業經濟學，她的媽媽沈海燕被譽為安徽草莓“育苗皇后”，是“艷九天”隊的領隊。孫郁晴大學畢業準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“以前不知道農業經濟學可以做什么”的她明確了未來的職業規劃。

　　“比賽讓我發現了女性力量在農業的崛起。”孫郁晴說，在她媽媽擔任總經理的合肥市艷九天農業科技有限公司里，都是女性員工，這些女性都是從事基本農事操作，以體力勞動為主。“草莓比較嬌嫩，需要手巧一點、軟一點，不能弄傷草莓。”“艷九天”團隊“讓大家很吃驚也很感興趣，說明現在從事技術類農業的女性太少”。孫郁晴說，大家總會問她，女性從事農業有沒有什么劣勢？大賽后，她決定專注于農業經濟學和性別經濟學的研究，“我希望能有更多的女性力量在農業行業里崛起”。

　　有趣的是，此次大賽，無論是頂尖農人隊還是AI隊里的年輕人，都沒有做過農民。但他們的共同目標卻是：“讓年輕人回到農業。”

　　“年輕人不是不愿進入農業，而是跟傳統的種植和傳授方式有代溝，很難進入農業。”孫郁晴說，與傳統農人相比，有文化、有知識的“新農人”更愿意以科學的態度和方法對待種植，注重產品的質量、環境保護以及對未來的影響，更容易接受新的事物并應用到農業上。

　　程飚也認為，年輕人不愿意進入農業，除了農業的回報較低外，還有“現在的農業沒有提供給他們想要的平臺”。“一說起農業，大家想到的就是面朝黃土背朝天、拿著鋤頭挖地的場面。”程飚說，當有新的場景提供時，一部分年輕人是不會排斥的，他們是愿意從事農業生產的。

　　在程飚看來，數字化農業并不是為了取代人。“嚴重依賴互聯網，其實是有風險的”，“數據一旦不準的話，會嚴重影響決策”。

　　程飚認為，AI、物聯網和人結合在一起，可以創造新的崗位。比如，采集數據的崗位，雖然每天去不同的大棚，常年在農村跑，但因為辦公室在城里，年輕人有公司職員的歸屬感；數據分析崗位，面對的不是用鋤頭干農活，而是操作計算機。同時，農業的流通環節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，卻都是在為農業服務。通過AI的幫助，農村的勞動強度降低，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，年輕人參與進來后才會發現農業的意義，才會有動力去做好其他事情。”

　　值得一提的是，由7位在荷蘭留學的中國青年學者組成的AiCU隊在比賽中發現，對傳統種植中植物生長的單一項目進行控制有很好的推廣前景。他們表示，疫情結束之后將回國創業。

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

　　轉自：中國青年網

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