10月15日，經(jīng)過近三個(gè)月的角逐，國內(nèi)首屆草莓AI種植大賽的第一賽季結(jié)束，人工智能隊(duì)整體領(lǐng)先頂尖農(nóng)人隊(duì)。

7月20日，在聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織指導(dǎo)下，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多聯(lián)合舉辦的第一屆“多多農(nóng)研科技大賽”在云南昆明啟動(dòng)，4支來自全球的AI隊(duì)伍、4支來自中國草莓種植強(qiáng)縣的頂尖農(nóng)人隊(duì)伍，展開為期120天的高原草莓種植挑戰(zhàn)賽。

如今比賽過半，第一季草莓迎來豐產(chǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示：AI隊(duì)和頂尖農(nóng)人隊(duì)的草莓含糖量等指標(biāo)持平，但AI隊(duì)在產(chǎn)量上全面領(lǐng)先，平均超過頂尖農(nóng)人隊(duì)175%以上。

同時(shí)，AI隊(duì)的“算法種地”也有了階段性成果——聚類算法、圖像識(shí)別算法、碰撞算法、多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等近20種算法齊聚，有望為國內(nèi)草莓種植探索出“智慧插件”，實(shí)現(xiàn)一鍵式最優(yōu)種植。

“這次是‘人機(jī)競(jìng)賽’，但也要探索人機(jī)協(xié)同，將人工經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化，為產(chǎn)區(qū)提供參考模型?！倍喽噢r(nóng)研大賽組委會(huì)負(fù)責(zé)人蘭克說，目前數(shù)據(jù)并不代表最終結(jié)果，更希望AI隊(duì)伍和頂尖農(nóng)人隊(duì)伍，能夠摸索出一套幫助中小種植者提升效益的最優(yōu)解決方案。

AI隊(duì)伍多項(xiàng)指標(biāo)領(lǐng)先 云南草莓產(chǎn)季提前60天

9月開始的第一個(gè)產(chǎn)季中，4支AI隊(duì)伍和4支頂尖農(nóng)人隊(duì)伍，在草莓產(chǎn)出上已經(jīng)出現(xiàn)了差異。

根據(jù)大賽技術(shù)支持方，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的專家團(tuán)隊(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，在成熟周期內(nèi)果實(shí)數(shù)量對(duì)比上，智多莓、AiCU、NJAI.莓、CyberFarmer.HortiGraph四支AI隊(duì)全面領(lǐng)先，整體均值超過頂尖農(nóng)人隊(duì)175%以上。

而在平均果重指標(biāo)上，CyberFarmer.HortiGraph、NJAI.莓、智多莓3支AI隊(duì)伍均處于領(lǐng)先水平。這其中，紀(jì)榮喜勞模工作隊(duì)成為唯一一支超過AI的頂尖農(nóng)人隊(duì)。

在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員阮繼偉博士眼中，比賽的8支隊(duì)伍“各顯神通”，很快適應(yīng)了高原氣候下的草莓種植作業(yè)，成功將云南草莓產(chǎn)季提前了60天以上。

“長江中下游草莓剛開始栽種時(shí)，大賽的第一季草莓已經(jīng)豐收，僅此一項(xiàng)便能填補(bǔ)云南夏秋鮮食草莓消費(fèi)的空白?！?阮繼偉說道。為了支持比賽，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專家團(tuán)隊(duì)還提供了自主研發(fā)的種苗催花和鮮果綠色高效生產(chǎn)2項(xiàng)國家技術(shù)發(fā)明專利支持。

▲位于云南昆明國家高原云果產(chǎn)業(yè)園的比賽基地中，第一個(gè)產(chǎn)季的草莓收獲已進(jìn)入尾聲，第二個(gè)產(chǎn)季的花序已開始開花掛果。（攝影/穆功）

就在7月20日開始的決賽中，頂尖農(nóng)人隊(duì)伍也用上了各自的“絕招”，嘗試與AI一爭(zhēng)高下。來自江蘇的全國勞動(dòng)模范紀(jì)榮喜，從家鄉(xiāng)背來了油渣“秘方”作為底肥；艷九天巾幗隊(duì)的孫郁晴和王琪通過調(diào)節(jié)水質(zhì)酸堿度，促進(jìn)草莓植株的鐵元素吸收。

“一開始我們農(nóng)人隊(duì)對(duì)于田間管理還是很有自信的，像人工對(duì)水肥、病蟲害管理會(huì)更加及時(shí)，有一株草莓出問題都能及時(shí)解決?！睂O郁晴說，這兩個(gè)月下來，她們深刻認(rèn)識(shí)到了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)化的重要性——當(dāng)頂尖農(nóng)人隊(duì)在田間澆水、施肥時(shí)，旁邊的AI組只需要對(duì)模型和反饋參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，溫室的通風(fēng)窗、施肥系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了“一身輕松搞農(nóng)業(yè)”。   

接下來的第二個(gè)產(chǎn)季中，孫郁晴和隊(duì)友們計(jì)劃收集分析溫室內(nèi)pH值、溫濕度等數(shù)據(jù)，對(duì)灌溉施肥進(jìn)行更精細(xì)化控制，以提高單位面積產(chǎn)出和效益。

阮繼偉博士分析說，在第一個(gè)產(chǎn)季中，各AI隊(duì)伍已逐漸熟悉大賽自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)，并且通過數(shù)據(jù)分析、算法策略制定了更加精細(xì)化的水肥管理方案，在產(chǎn)量上有著不錯(cuò)的成績。“接下來更需要關(guān)注第二個(gè)產(chǎn)季的數(shù)據(jù)，頂尖農(nóng)人組在產(chǎn)量上也有可能后發(fā)制人?！?/p>

多種算法下地，打造“一鍵種植”智慧插件

比賽的兩個(gè)月中，AI隊(duì)伍也在探索通過新技術(shù)，幫農(nóng)人實(shí)現(xiàn)“一鍵種植”。

在4個(gè)獨(dú)立的AI溫室里，應(yīng)用了荷蘭騎士（Ridder）集團(tuán)的智能化環(huán)境控制計(jì)算機(jī)及水肥一體化系統(tǒng)，其集成超過50套傳感器，可實(shí)時(shí)讀取溫濕度、光照強(qiáng)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(duì)超過30條灌溉、通風(fēng)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制。

40余位來自不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的青年科學(xué)家，將通過競(jìng)賽專用的API接口，挑戰(zhàn)利用創(chuàng)新算法完善各自的AI模型，用人工智能實(shí)現(xiàn)“無人值守”的草莓種植。

“通過聚類算法、圖像識(shí)別算法、碰撞算法等多種策略，我們?cè)谔剿饔?xùn)練一套更聰敏的AI模型。它就好比醫(yī)生，對(duì)草莓生長、環(huán)境情況進(jìn)行‘問診’，自動(dòng)進(jìn)行精細(xì)化的控制?！敝嵌噍?duì)長程飆介紹說，AI農(nóng)業(yè)一定不是昂貴的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，他們希望通過比賽探索出真正應(yīng)用到云南本土的解決方案，為小農(nóng)戶提供高性價(jià)比解決方案。 

目前，這支由11位來自中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、昆明市農(nóng)科院等專家組成的團(tuán)隊(duì)，正在嘗試將決賽中摸索出的階段性成果，在昆明周邊種植草莓的家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社之中做部署實(shí)驗(yàn)。

▲CyberFarmer.HortiGraph在AI溫室內(nèi)加裝的攝像頭，通過圖像識(shí)別算法來智能偵測(cè)草莓的生長狀態(tài)。（攝影/穆功）

來自CyberFarmer.HortiGraph聯(lián)隊(duì)的林森、鄭建峰兩位博士隊(duì)長，則嘗試運(yùn)用超過9種算法，把人工智能技術(shù)、專家經(jīng)驗(yàn)、模型系統(tǒng)進(jìn)行融合，建成一套標(biāo)準(zhǔn)化的草莓種植智慧決策系統(tǒng)。

“像植物生長狀態(tài)識(shí)別、病蟲害預(yù)警等已得到驗(yàn)證的技術(shù)，這次我們也應(yīng)用到了昆明的草莓種植中?！绷稚钢荣悳厥覂?nèi)的小型攝像頭說，通過圖像掃描識(shí)別的方式，可以判定植物生長狀態(tài)以及是否有病蟲害，并由AI進(jìn)行智能管理。

AiCU隊(duì)代表、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)碩士趙星是云南昆明人，今年因?yàn)橐咔樵蛞恢蔽茨芑貒?，但他和團(tuán)隊(duì)通過算法，在萬里之外控制著家鄉(xiāng)草莓的生長。

“昆明的氣候相比于荷蘭得天獨(dú)厚，自然環(huán)境已適合草莓基本生長，我們算法中擅長的溫度、光照等精確能耗計(jì)算沒有了用武之地。”趙星說，他們希望未來可以做出幫助農(nóng)人們打造出一套可以正確決策水肥的算法，更“聰明省力”地種地。

▲在各類算法的支持下，比賽基地內(nèi)的草莓將在11月份很快進(jìn)入第二個(gè)豐產(chǎn)季，并為產(chǎn)區(qū)輸出數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)。（攝影/穆功）

多多農(nóng)研科技大賽評(píng)委、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授李道亮認(rèn)為，新一代的農(nóng)民，和上一代農(nóng)民已有很大差別，新的生產(chǎn)方式必然要顛覆傳統(tǒng)作業(yè)模式，“像這次草莓挑戰(zhàn)賽中，就要通過智能系統(tǒng)把作物規(guī)律挖出來學(xué)習(xí)，探索實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、智能學(xué)習(xí)、智能決策、智能作業(yè)，這也是未來無人農(nóng)業(yè)的核心?！?/p>

幫助新農(nóng)民從“賣得好”到“種得好”，也是比賽主辦方拼多多的一項(xiàng)長期探索。多多農(nóng)研大賽組委會(huì)負(fù)責(zé)人蘭克認(rèn)為，此次比賽雖然是“人機(jī)競(jìng)賽”，但將產(chǎn)出一批很有價(jià)值的“人機(jī)協(xié)同”種植方案，并輸出到更多產(chǎn)區(qū)。

當(dāng)前，拼多多仍在加快向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游的研發(fā)和投入。如通過與江蘇省淡水水產(chǎn)研究所的合作，拼多多為長三角大閘蟹產(chǎn)區(qū)制定更適合電商平臺(tái)的螃蟹銷售與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，拼多多還在與新加坡科學(xué)技術(shù)研究署合作，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)有效的食品污染檢測(cè)方法。 

“我們?cè)敢馊プ龃罅康闹赝度?，深度的?chuàng)新，愿意扎扎實(shí)實(shí)地改造我們的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，改變流通?！痹谶@家年輕平臺(tái)的五周年慶上，拼多多董事長黃崢如是說。