在雲南高原,用人工智能遠程控制的草莓種子,要開始生長了。
平地很少,土地零散的分佈在大山裏,這是雲南省怒江州典型的地貌。
常年濕熱、降水量大,按理説,土壤和氣候都並不適合種植高要求的作物,但當地的村民卻熱衷於種植草莓。
即便種植條件比較差,經驗有限,但村民們卻很堅定。「因為在比較邊遠和貧困的地區,種植草莓成了大家脱貧的希望。」建智科技首席專家程飈對此深有感觸,他們曾經為村民提供草莓種植的科技支撐。
「在實際農業生產中,只要幫助農民解決一些實際的小問題,對於品質和產量就會有很大提升。」
雲南,怒江大峽谷地貌
他意識到,傳統的草莓種植模式在雲南會遇到認知、種苗、技術、設施、採購和市場等問題,「專家資源有限,但種植問題無限。」
長期從事大數據、圖像識別、光譜識別領域的他,一直在探索如何用技術來實現簡單可複製、精細化培植的種植模式。他在找一個突破口。
身在荷蘭的閔錢希曦,是全球頂尖農業學府荷蘭瓦赫寧根大學的博士。她本身就是一位雲南人,出於對農業的熱愛,這兩年一直在參加一些探索智慧農業前沿的比賽,以此來積累數據,同時檢驗新的種植理念。
抱有不同但又相似的追求,前不久,他們各自所組成的隊伍都進入到了「第一屆多多農研科技大賽」決賽。他們將去研究並落地:通過算法來遠程「定製」草莓的口味和產量。
從選手招募,到初賽答辯,極客公園一直對這項比賽進行了見證與報道。
雲南省農業科學院的專家團隊,為此次比賽準備的「章姬」草莓
在決賽中,以青年科學家為主的 4 支 AI 隊伍,和來自草莓種植強縣的 4 支頂尖農人隊伍,將開展為期 120 余天的高原草莓「人機」種植競賽。
可以感受到,掌握前沿技術、理念的人正在改變農業這個古老的產業。這些由程序員、科學家、擅於運用科技工具的農人構成的人羣,將成為新一代的農人。我們可以暫且稱之為「科技農人」。
在決賽於雲南昆明正式啓動的當天,我們和這些隊伍深入地聊了聊,關於「科技農人」,關於 AI 與人的關係,關於對農業領域的親身感受,以及怎麼改造這個世界。
你得看到真實的農村
程飈所在的智多莓隊是一支來自雲南本土的混編強隊,由 11 位來自中國科學院自動化研究所、昆明市農科院的專家組成,產業經驗豐富。
程飈介紹,在推廣過程中,即便是將先進的技術方案教給了村民,他們也很難完全照做。「他們更願意按照自己的習慣來,這導致方案效果大打折扣。」
新技術推廣的難度不僅僅體現在村民的接受度上,也體現在農業人才減少上。聯合國糧食及農業組織減貧與創新官員董樂也有相似的親身經歷。「我們走了很多貧困縣發現,即便是有了網絡和電腦,但當地的電商辦公室或者信息化平台辦公室,很多時候都是大門緊鎖。我們找到當地的領導,他們説村裏面沒有這方面的人員。」
世界各國農業就業人口都在呈現下降趨勢,中國最為明顯。農業人才的稀缺似乎正成為一種不可逆的趨勢。此次比賽評委,中國農業大學信息與電氣工程學院教授、國際信息處理聯合會(IFIP)農業先進信息處理專委會主席李道亮表示,「未來 30 年,勞動力減少這個趨勢是不以人的意志為轉移的。會有越來越少的人從事農業領域,勞動力會越來越貴,這是不可逆轉的。」
雲南昆明,每支 AI 組決賽隊伍都會配備一個獨立的智能温室大棚
他覺得「無人農場」的解決方案會成為未來的主流,「這次疫情給我極大的震撼,什麼都能停,但農業不能停。農業停了沒有吃的。如何在無人的狀態下還能生產出高品質的產品,是現在搞農業自動化必須要梳理的問題。」
科技不能紙上談兵。中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任及首席專家趙春江認為,未來,小農仍將是我國農業生產經營的主要組織形式。同時,電商的發展也離不開農產品的標準化。因此,如何讓技術真正發揮作用,與農業深度融合,促成一個消費體系,而不是隻能展示演示,是發展智慧農業的關鍵。
「就目前技術水準來看,人工智能大規模取代農民尚需時間。」傳統隊伍「聖野漿果富民隊」隊長馬廷東覺得,人可以根據不同環境立馬調整,機器未必,數據積累需要更長時間,並且智慧農業及設施農業的投資回報率並不高。他判斷,AI 是農業的未來趨勢,但還需要很遠的路要走。
讓農民成為「技術工人」
AI 完全進入農業當然需要一個過程。來自傳統代表隊伍的紀榮喜是全國勞模,雖然身在傳統隊伍中,但他認為農業生產中的人工智能應用是必然趨勢。
他在鎮江的實驗大棚裏,也加裝了補光、補温、温濕度傳感器,以及水肥一體化設備。「我 60 歲可能就不種草莓了,將來誰來種?怎麼種?這是個亟待解決的問題,如果人工智能能學習到幾十年的種植經驗,那是最好不過。」
比賽基地內,紀榮喜在為草莓定植做前期準備工作
實際上,即便是 AI 組,大家提的更多的是「用 AI 輔助人,而不是替代人」。
「當前的人工智能,是大數據和深度學習為代表的弱人工智能,更高級形式則是碳智能和人機混合智能。」CyberFarmer.HortiGraph 隊伍的代表林森認為,頂尖農人們所擔心的「人被機器取代」的問題,並不存在。
閔錢希曦所在的 AiCU 隊一共有 7 名成員,隊伍中有 4 位博士,3 位碩士,目前都在荷蘭不同領域、不同公司和不同機構工作,涵蓋了從作物模型、植物生理、採後品質、電子工程、AI 算法和應用數學等各個領域。
他們將完全在國外參與這次比賽,閔錢希曦介紹,「人類的知識和經驗仍然在農業生產中扮演非常重要的角色,我們希望未來的世界是任何 AI 共存的世界。人工智能將替代人類比較繁雜的工作,但是會作為強有力的工具服務於人類創造性的工作,同時也是一個強大的分析工具,讓人類可以進行更好的生產工作。」
AI 組的隊伍將通過物聯網等設備來遠程控制施肥、光照等數據
她認為,「人類的知識和經驗,可以和 AI 共存,並且用更簡單、更可持續方法為每個人提供優質美味的蔬果」。
「數字化的農業一定是未來的趨勢,但我們需要有一條從現實走向未來的路徑。」程飈説,這條路徑要更多照顧到人的因素。智慧農業最終應該解決兩個系統問題,一個是當前勞動力不足的問題,一個是當前技能不足的問題。
也正是遵循這樣的理念,他們的參賽方案是用人工智能來做輔助,一個是對專家的輔助,一個是對種植人的輔助。「用算法訓練機器的同時,也希望可以訓練農人,讓其靈活掌握應用這套技術,讓農民變成技術工人,能夠對草莓生長節點和模型對應,進而提升整個草莓的商品化率和附加值。」
這樣,讓 AI 融合進專家經驗,也能讓專家有更多精力去解決一些特殊的問題。
120 天:前沿科技與小農户
實際上,這次多多農研科技大賽吸引了大量的優秀隊伍,在初賽中,有一支叫「紅海行動」的隊伍同樣令我們印象深刻。
他們在初賽中,提出了用智能機器人和物聯網設備執行種植的方案,可以利用機器人來實現在合適的時間自動、精準地採摘草莓,進而提升商品果率,以及大幅減少人力成本。
不過,對於本次的 AI 組來説,算法是他們比拼的重點。「紅海行動」也因此比較遺憾地未能進入到決賽中。但隊長鄧捷説,團隊的數字化種植探索並未停止。就在前段時間,他們結合初賽評委的意見,邀請了一位中國農科院研究作物模型的專家加入,「我們一起搭建了個小團隊,在各個地方開展試驗,可以和決賽隊伍開展一場『雲比賽』」。
決賽開始前,AI 組的選手正在調試數據接口
在決賽中,各支隊伍種出的草莓,將經歷嚴格的評估:產量及品質、投入產出比、算法及種植策略的先進性等。多多農研科技大賽組委會負責人蘭克介紹,比賽的關鍵,在於利用能源及農資最少,種出的草莓品質最優。
NJAI. 莓隊長、南京農業大學教授倪軍介紹,利用多樣性傳感器及作物生長感知技術,可以有效減少化肥、農藥用量,提升產量和品質。此前,他們已經有過成功經驗。「採用新技術的種植策略,肥料利用率可達到 50% 以上。」倪軍表示,經過實地測算,畝省水 70%、省肥 50% 左右,相當於每畝地節約了 350 元,而且還能省下 400 元的勞動成本。
看得出來,決賽正式開始後,隊長們已經躍躍欲試了。
接下來,在為期 120 天的遠程種植過程中,由人工控制生長的草莓長勢會如何,在雲南高原的這片實驗室裏還會發生些什麼?參賽的青年科學家們會有什麼新的感悟?前沿的實驗成果能否順利應用到產業裏、解決小農户的問題?
對於他們踏上的這條新道路,極客公園將繼續保持關注,並將進展傳遞於你。
責編:Benico
【來源:極客公園】
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