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上海分社正文
大山里的“硬科技”:云南团队获得首届AI草莓种植大赛亚军
2020年12月21日 18:28   来源:中新网上海  

  “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,这句诗出自唐代诗人刘禹锡的《浪淘沙九首之八》,程飚喜欢这句诗,性格刚毅、乐观旷达的刘禹锡是他最喜欢的历史人物。

  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。

  这场比赛由中国农业大学和拼多多联合举办,联合国粮农组织引导。这是一场“人工智能VS传统农人”草莓种植竞赛。比赛希翼通过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。

 ▲12月16日,中国工程院院士赵春江(右一)和中国农大副校长田见晖(右四)共同给智多莓队颁奖,右三是程飚。(摄影:龙遇春)

  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。这个IT出身做农业的男人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。

  对他来说,农业世界的星辰大海,才刚刚启航。

  产学研结合的团队

  “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?”三年前,这样的想法第一次蹦出来的时候,程飚全身像被电了一样。

  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,走向兴旺的希翼。

  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。

 ▲9月初,程飚在多多农研大赛开放日上向媒体记者们先容云南数字农业发展面临的机遇和挑战。(摄影:穆功)

  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。

  技术以“人”为本

  技术与人类的关系是一个被持续探讨的话题,从蒸汽时代到电气时代再到核能时代、信息时代,技术变革推动人类进步。

  美国作家房龙的《宽容》是程飚最喜欢的书,在程飚看来,这本书从“人”的角度去看待历史上的每一次创新、每一次斗争后面的推动力,让读者发现改变历史的“人”和被历史改变的“人”。

  程飚认为,在商业活动中,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。

  “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,而是以辅助农民做好他们最擅长的工作,比如植株管理等,而减轻他们在不擅长领域的付出,比如水肥管理等。本质上还是要降低农民的工作强度,提高收入”。程飚说。

▲比赛期间,传感器将环境和草莓生长数据传回AI种植决策系统,系统再向比赛温室里的机械设备发送操作指令。(摄影:穆功)

  具体到比赛,“智多莓”团队希翼他们的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。由于传感器的数据无法实现实时精确,所以会出现草莓生长异常的情况。

  陈杉艳在例行的探查中发现草莓的长势出现问题,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,这个接收问题会导致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。

  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。

  程飚先容:“大家会对草莓和它生长过程中的相关要素进行数字化切片,以环境要素为例,大家可以每一个小时进行一次记录,包括整个的温度、湿度、土壤等等,这些数据会形成这个时间段的切片,这个切片会和历史数据一同送到后台,由算法来判断是否需要干预。

  让经过深度学习的AI来判断这个时候是该加肥还是加水,抑或是需要更多光照,这样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。草莓种植完成标准化,程飚的第一个疑问,解开了。

  那么,如何让技术产品化?

  做中国技术,做本土商业化

  让技术“接地气”,能够切实服务到客户,这个想法很早就存在程飚心中。

  2003年,程飚还在中移动交流,当年企业预备上线彩信业务,两家外企、一家中国企业竞标,当时一家外企要价高,另一家外企不能保证业务按时上线,中企有技术无设备,但中企最用心,他们派了一个研发小组,一个博士后带着三个博士,直接住在望京机房。

  三个月时间,从代码开始写起,直到业务上线,所有问题,都是现场进行代码调测修改,保障了中移动商业目标的达成。从此以后,这家中企一直是中移动该业务的唯一供应商。

  这次经历,让程飚感触很深。在他看来,有技术只是其一,还要尽可能满足客户需求,才能真正提升商业价值。

  多多农研大赛的竞赛实践,让“智多莓”团队看到了“技术产品化”的场景。商业计划应运而生。

  在实地走访中,他们发现,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,但是使用方法不对,这造成了大量的浪费,“智多莓”团队希翼从这个问题入手。

▲程飚(右一)向荷兰骑士集团亚太区总裁Fulco Wijdooge(左一)先容智多莓队的草莓生长智慧决策系统。(摄影:穆功)

  为此,智多莓团队更新了数据库,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,这个服务体系能够覆盖草莓、小浆果。最终形成硬件和App的服务体系,硬件是种植网关和水肥控制。App是数据库种植检测系统和服务系统,提供控制、检测的服务。

  根据他们测算,在昆明地区,小农户种植草莓只能达到潜在产量的30%-40%,这里还有很大的提升空间。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,他们能够实现增产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,大家会以服务费的形式,大概3毛钱一株一年,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,是一件非常划算的事情。”

  农,天下之大业也。中国现代化,离不开农业现代化。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中指出:“实施高标准农田建设工程,强化农业科技和装备支撑,提高农业良种化水平,健全动物防疫和农作物病虫害防治体系,建设智慧农业。强化绿色导向、标准引领和质量安全监管,建设农业现代化示范区。”

  熟悉的朋友称程飚是“云南AI草莓第一人”, 程飚对这个名头不怎么感冒。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。

注:请在转载文章内容时务必注明出处!   

编辑:李秋莹  

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