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大山里也有“硬科技”,云南团队获得首届AI草莓种植大赛亚军
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来源:上观新闻 作者:陈言 2020-12-18 07:34
摘要:12月16日,程飚和他的团队“智多莓” 获得了首届“多多农研大赛”AI组亚军,为云南省捧回了全省首个农业种植“人机大战”的奖杯。

12月16日,程飚和他的团队“智多莓” 获得了首届“多多农研大赛”AI组亚军,为云南省捧回了全省首个农业种植“人机大战”的奖杯。

这场“人工智能VS传统农人”草莓种植竞赛,由中国农业大学和拼多多联合举办、联合国粮农组织指导。 比赛希望通过AI和农人的切磋,探索出能切实提高生产效益的数字化草莓解决方案,并形成可复制、可推广的模式。

决赛阶段,4支人工智能队伍和3支传统农人队,决出最后的名次。与外界对这片边境热土封闭落后的偏见不同,来自云南的“智多莓”队是4支人工智能队伍中的一支。相比团队里欣喜若狂的年轻人,不惑之年的程飚比较淡定,IT出身做农业的他已经在绸缪把比赛成果转化为商业化方案,实现AI技术落地,帮助云南农民种出“板扎”的草莓。

草莓种植面积全国第一,技术却落后

三年前,程飚第一有这样的想法:“为什么不能用技术把草莓种植标准化,然后再把技术产品化?”

当时,他开车正沿着怒江大峡谷行驶,不时可以看到有村民在路边卖草莓。鲜红的草莓摞在果盘中,穿着傈僳族传统服饰的姑娘,在路旁等待买家。这样的草莓一斤能够卖三四十元,不过由于交通闭塞,经济欠发达,傈僳族农人种植的草莓亩产低、病虫害多,产量不稳定。

如果能在昆明为当地提供一种远程的智慧种植方案,傈僳族农人就可以获得稳定的收益,一亩草莓田一年能够获利八九万元。草莓将成为云南偏远山区告别贫穷,走向兴旺的希望。

在夏草莓种植方面,云南的种植面积已居全国第一。云南省园艺学会草莓分会统计数据显示,2018年全国夏草莓种植面积约5.3万亩,其中3.2万亩在云南。但云南草莓产业普遍存在露地栽培比例大,设施农业普及率低,水肥效率低等问题。

到底有没有一种技术可以实现农业的标准化生产?“多多农研大赛”的举办把程飚和一群志同道合的伙伴连接在了一起,他们想借此机会实践一次多年以来的设想。

很短的时间,一个集农业组、AI组、产品组的复合型团队成立。农业组负责人陈杉艳是昆明市农业科学研究院副所长,有着多年的农业种植科研经验,是草莓种植专家。AI组负责人陈智能,来自中国科学院自动化研究所,在AI方面有丰富经验,程飚是产品组负责人,也是智多莓队的队长,在数据分析方面有多年的积累。

这既是一个项目团队,也是一个创业团队。农业组和AI组在两端,产品组在中间,把两个组连接起来。按照程飚的话说,他的作用是“翻译”,把农业种植的实践经验,转化为AI组看得懂的数据。

AI辅助决策,完成种植标准化

在程飚的观念里,商业活动应该树立“以人为本”的理念,人工智能技术应该增强人类而非取代人类。他认为,技术要有边界,也要有温度。无论多伟大的技术,边界都在于保护人类更加舒适地去生活,在农业里,人工智能技术的应用,不应当以替换农民为目的,而是要辅助农民做好他们最擅长的工作,减轻他们在不擅长领域的付出,本质上要降低农民的工作强度并提高收入。

具体到比赛,“智多莓”团队希望他们的AI技术可以起到辅助作用,一方面是对专家的辅助,另一方面是对种植农户的辅助。前者帮助专家实现数字化管理,专家只需要管控数据,就可以实现对植物生长的管理。后者则是一个农业自动化系统,对于种植者来说,只需要按照人工智能系统的提示,在生产过程中进行相应的干预即可。

这种技术理念,让“智多莓”队在比赛过程中避免了一次失误。陈杉艳在例行探查中发现草莓长势出现问题,而当时的系统、传感器显示都是正常,“智多莓”团队及时进行了检查,发现是传感器的接收出现问题,其导致AI对草莓的水肥供给判断出现错误,会直接导致草莓生长减缓,甚至是导致草莓苗死亡。

可想而知,草莓的数字化管理是一个传感器接收、大数据分析、人工智能判断的复杂过程。程飚介绍说,团队会对草莓生长过程中的相关要素进行数字化切片,比如每小时记录一次温度、湿度、土壤情况等,不同时间段的数据都会被传送到后台,由算法来判断是否需要干预。“让经过深度学习的AI来判断什么时间该加肥加水或光照,这样一来,过去的传统种植经验就被量化为标准,草莓的标准化生产就能实现。”

120天过去,“智多莓”队的大棚里,翠绿的枝头结满了翠艳欲滴的草莓。草莓种植完成了标准化。

依托数据提供服务,实现本土商业化

实现“标准化”以后,团队还要尽量让技术“产品化”。

“智多莓”团队发现,很多农户虽然拥有水肥灌溉系统,但却无法正确使用,只要草莓长不好,草莓种植户就会认为是肥料不够的问题,用的肥料很高级,但是使用方法却不对,造成巨大浪费。

团队从这个问题入手,为此更新了数据库,利用模型自动适配满足不同需求的农户,实现从土地评估到产量预测等全方位的服务,最终形成包括硬件和软件在内的服务体系——通过硬件实现种植网关和水肥控制,软件则是数据库种植检测系统和服务系统。

根据团队人员测算,在昆明地区,小农户种植草莓只能达到潜在产量的30%-40%,还有很大提升空间。据此,他们在昆明附近开辟了200亩示范区,这个示范区有一整套水肥灌溉设施和自动化建模设置,通过人工智能系统的监测调配,能够实现增产50%左右,并且节省水肥效果显著。

程飚说,“如果草莓种植户有兴趣,我们会以服务费的形式,大概一年3毛钱/株,这套系统节省的水肥费用要远多于服务费,还增加了产出,节省了人力,对于种植户来说非常划算。”对他来说,“多多农研大赛”落幕,商用技术走入大棚才刚刚开始。

栏目主编:李吉 文字编辑:崔家琛 题图来源:新华社 图片编辑:徐佳敏
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