科技將為農業創造怎樣的未來?當種植草莓時,AI技術對戰人工種植,最終大獲全勝,當種植番茄時,算法與跨學科的技術讓番茄在無人溫室中碩果累累,前兩屆“多多農研科技大賽”已經驗證數字技術和人工智能讓未來農業迸發無限可能。
種植算法進入到第三年,“多多農研科技大賽”一直在做一件事——設計未來的食品系統。當前,在全球新冠疫情考驗糧食系統韌性的時候,如何以更低的能耗,更短的生長周期,種植出產量更高、品質更好的綠葉菜(生菜)對于大城市來說具有現實意義。
第三屆“多多農研科技大賽”,將都市農業的未來“裝入”集裝箱。城市農業如何用更少資源種出更多糧食?全球最聰明的大腦將在命題上,寫出自己的答案。
垂直農場 讓更少資源喂飽更多人
7月底,拼多多啟動了第三屆多多農研大賽。與前兩屆不同,這次,拼多多與上海光明集團旗下的光明母港合作,將比賽場地從云南昆明的溫室基地搬到了上海城郊崇明的集裝箱內。
實際上,未來已來。在集裝箱里建設一個城市農業系統,這件事并不新鮮。
1999年,美國哥倫比亞大學公共衛生和微生物學專業教授迪克遜·德斯帕米爾,曾寄希望于用花園屋頂的空間面積,為約200萬人口的紐約曼哈頓提供食物,但經過計算后,最終構想擱淺。迪克遜轉而在2001年提出室內垂直農場系統的概念,這也是垂直農場概念的首次提出。
2009年,被稱為“現代植物工廠之父”的日本千葉大學前校長古在豐樹提出“利用人工照明打造植物工廠”的概念,將規模化、集約化的植物工廠定義為“人造光源植物工廠”,可以在高氣密性,高保溫性,衛生級別高的環境,生產無須洗滌的高品質蔬菜。
到了2017年,師從古在豐樹的學生開始在國內同濟大學研發高度智能化集裝箱植物種植系統。一年前,這套系統被搬進第十屆中國花卉博覽會,首次在國內運用展示了AI植物倉,彼時,其種植效率已提高至普通大田種植的100倍左右。
現代農業發展到今日,每一個微小的進步與突破,都要耗費漫長的時間與精力,而農業發展的目的內核仍然樸素簡單——如何利用有限的資源喂飽全人類。可以看到的是,從垂直農場概念首次提出,到至今超過20年的時間里,人們試圖讓農業生產擺脫自然天氣影響,盼望以更低的能耗、更短的生長周期,種植出產量更高、品質更好的作物,也讓用更少資源喂飽人類成為可能。
種植算法第三年 從經驗種植到數字種植
自2020年第一屆“多多農研科技大賽”開始,作為新型農業科技企業,拼多多從未停止對于未來農業的探索。從經驗種植走向數字種植,前兩屆“多多農研科技大賽”已經驗證數字技術和人工智能可以讓未來農業迸發無限可能。
第一屆多多農研科技大賽由中國農業大學與拼多多聯合舉辦,比賽地點設置為云南高原,來自全球農業領域的頂尖好手通過“人機競賽”,在為期4個月的比賽中,切磋出適宜本土化推廣的種植方法。
其間,科技組隊伍需在數字化的“無人溫室”中,利用IoT設備、攝像頭及傳感器,收集溫室種植環境和作物生長數據,創造出一套人工智能種植解決方案,不斷優化,實現“無人化生產”。而傳統組隊伍將利用豐富的種植經驗和精湛管理技術,對傳統的“小農生產”進行精細化升級,挑戰科技組的人工智能系統。
第二屆多多農研科技大賽由拼多多與中國農業大學、浙江大學聯合主辦,命題是“科技種番茄”,以“既要種得多,又要種得好”為目標,同時關注環境可持續性和商業化可行性。比賽過程中,入圍決賽的選手分別在北京、上海、浙江、荷蘭等地,通過軟件遠程控制位于云南昆明大賽基地的智能溫室,結合營養學、計算機視覺和深度學習等精準農業技術種植番茄。
每一屆比賽,成果都將人們對未來農業的理解,延伸至更遠的地方。
第一屆比賽中,AI種草莓,平均產量高出頂尖農人組196.32%,取得大獲全勝,人工智能技術還將云南草莓產季提前了60天以上。同時有兩支決賽優勝的參賽隊伍開始探索商業化運營,將科研成功應用在更廣袤的田間地頭。而2021年的第二屆比賽,冠軍團隊也通過遠程種植的方式,讓相距2200公里外的溫室,在采收期里收獲了每平米12.5公斤的小番茄,遠遠高于普通溫室內的番茄產量,彼時成熟的AI番茄,也曾通過拼多多平臺分享至全國各地的味蕾。
探索更低成本本土化數字農業解決方案
事實上,從現場的種植形式上來講,可以說兩屆比賽并沒有十分前衛,畢竟國內外已經有一些商業公司在嘗試無人化的智能生產;但從落腳點來看,它擺脫了“面子工程”,足夠務實與深入,而可持續性上,更加接近未來。
“科技正在改變著農業和糧食生產,如何做好農業數字化轉型是一道必答題。”聯合國糧農組織駐華代表處助理代表張忠軍表示,糧農組織開發了多種應用程序、數據庫和平臺,為世界各國的農業數字化工作提供支持。而能否形成一套切實可行、節本增效顯著、可復制、可傳播的數字農業技術模式與解決方案,也讓比賽更值得期待,“這將推動數字農業發展。”
對于賽事的主辦方來說,這不僅僅是一次比賽,而是一個長期的探索項目。旨在為農業生產帶來實實在在的經濟價值。畢竟,唯有長期主義才能創造長期價值,而技術終將會投身于復雜的商業社會,活在人群中。
而事實也證明,人類集體生活方式的改變,往往就來自一小部分人的探索、嘗試。第一屆多多農研科技大賽組委會負責人蘭克指出,拼多多立足于中國農產品流通效率的提升,還希望沿著供應鏈,促進數字技術與農業生產的深度融合,提升農業的整體效率,以便農業能夠產出更符合食品安全、富含營養元素、具有優秀的品質和口感風味的農產品,來滿足消費者不斷升級的農產品消費需求。
“中國農業發展正處于重大變革期,農業科技的飛速創新和重大突破,將對農業產業發展造成巨大影響。”中國農業大學副校長龔元石表示,比賽本身也在探索“大國小農”背景下,更低成本、本土化的數字農業解決方案。
而在浙江大學生物系統工程與食品科學學院院長何勇看來,中國的農業產業正發生巨大變化,催生更多新型農業經營主體的同時,數字技術、前沿的農業和食品技術將推動傳統農業一步步邁入領先的現代農業。“我們希望通過比賽,鼓勵更多科技力量推動中國農業加速發展。”何勇說。