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今年6月，昆明滇池古蓮村的草莓種植戶老張，計劃利用夏天的農閑時分，為自家的草莓大棚裝上一套自動化施肥和種植決策系統。老張打聽了許久，對比了不少供應商，最終選擇了當地“小有名氣”的智多莓公司來合作。之所以小有名氣，是因為智多莓公司負責人程飚在去年首屆“多多農研科技大賽”中獲得了二等獎。
程飚參加的多多農研比賽，是在聯合國糧食及農業組織的指導下，由拼多多和中國農業大學聯合舉辦的一個開放性農業科技競賽，旨在探索讓更多前沿的農業科技，從實驗室走向田間地頭。
第一屆比賽的規則也很簡單——在120余天的時間中，控制溫室環境與水肥，種出品質佳、收益好的草莓。
智多莓由一群來自中科院自動化研究所、昆明市農科院、昆明市公安局的專家，以及云南的企業家組成，這也是唯一一支進入決賽的云南本土隊伍。他們研究的是，將神經網絡算法、圖像識別等多種技術，與農科院專家的經驗結合，輸出一套數字化的草莓種植方案。
就在比賽快進入尾聲的時候，程飚和團隊成員一起注冊了現在這家智多莓公司，并設計了自己的Logo，將比賽探索出的算法模型、水肥控制方案和自研硬件設備等進行商業化開發，提供給全國的草莓種植戶。
去年11月起，程飚和團隊在古蓮村啟動了第一個商業化項目“社區種植者支持計劃”，由智多莓投資建設數字化農業服務工作站，在田間地頭的一個20多平方米的小型集裝箱內，裝進了自動化施肥和種植決策系統，預計可以服務周邊100畝左右的草莓園。
作為首批用戶，老張抱著試試看的心態，將自家的2畝草莓接入了這個工作站，每株草莓一年付0.3元的服務費。他算了筆賬，從去年10月到今年五一種植季結束，自家的2畝草莓地比去年多賺了三四萬元，而且還節省了將近4000元的肥料成本。這樣來看，每年花2000元不到的服務費，實在是一筆劃算生意。
“去年掙到錢的現實，和今年繼續掙到錢的愿望，這才是種植者持續投入的動力。”程飚認為，技術的關鍵在于，要讓農戶認可并從中受益，這是第一屆農研大賽的初心，也是農業科技從業者最應該做的事情。
云南昆明，8個100平米左右的溫室中，來自云南農業科學院的阮繼偉研究員扎進去就是大半年。作為云南聞名的“草莓博士”，阮繼偉和團隊負責第一屆比賽的農事管理、數據測定等工作。
▲去年夏天，云南省農業科學院研究員阮繼偉和團隊，為比賽隊伍提供了全方位的農事管理服務，并對各隊伍的草莓進行甜度、硬度等數值測定。圖｜穆功
4個玻璃溫室中，集成了大量的傳感器和荷蘭騎士集團的環控系統，來自全球各高校和研究機構的參賽隊伍，可調用Webservice的API服務接口，通過一行行代碼來控制作物生長所需要的溫濕度、水肥等。旁邊的4個塑料溫室中，則布設了普通的滴灌系統和施肥設施，來自全國各地的頂尖農人，利用傳統園藝技巧精心培育草莓。在4個月的種植季節結束后，他們要在草莓產量、甜度、投入產出比等多個數據緯度進行比拼。
為了在100平米的溫室中種出更多、更好的草莓，選手們各辟蹊徑：
7 位瓦赫寧根大學、屯特大學、阿姆斯特丹大學的青年學者組成的 AiCU 隊，從荷蘭寄來了一套額外傳感器，并利用雙層算法單元建立更加精準的作物模型；
由中國農業大學、國家農業智能裝備工程研究中心的博士們組成的CyberFarmer&HortiGraph隊，通過多組攝像頭的圖譜識別，更及時捕捉草莓生長情況；
全國勞動模范、江蘇鎮江的草莓種植高手紀榮喜，一下飛機就直奔比賽基地，從家鄉帶來的“秘方”油渣，為種植的基質增添點肥力。
“傳統種植的挑戰難度，其實遠高于AI種植。”阮繼偉認為，相比于AI組完善的環境控制條件，農人隊伍的現場管理難度要更高。他和團隊每周都會為參賽隊伍提供一次植株、果實等生長數據，在兩個種植季結束的時候，盡管AI隊伍的草莓產量平均值高出農人隊伍平均值196.32%，但在甜度這一指標上，農人隊伍要超出5.24%以上。
AiCU隊成員，荷蘭瓦赫寧根大學的博士閔錢希曦是云南人，此次她與團隊成員一起在家鄉的土地上“云種植”。這支“車庫小隊”由一群在荷蘭的中國留學生組成，成員來自園藝、電氣、植物、數學等多個專業，在此次競賽中獲得第三名。
“現在來看，比賽中我們遇到的最大挑戰，不是遠程或者數字化，而是沒種過草莓。”閔錢希曦說，團隊將積累的黃瓜、番茄模型，結合植物生理狀態傳感器返回的實時數據，遷移到草莓種植上。她們此前曾參加過“國際智慧溫室種植挑戰賽”，探索AI種番茄并取得亞軍，這次“算法移植”，驗證了隊伍技術模型的可復制性。
因為疫情的影響，AiCU無法回到國內，隊員們委托現場支持專家將自己種出的AI草莓，寄給了家人分享。同時，他們還在籌劃將比賽成果商業化，成為一家農業算法服務商。
▲在第一屆比賽中，AiCU隊伍使用了雙層算法單元過濾和處理數據，從而得出更精準的決策，成功將番茄和黃瓜模型遷移到了草莓上。圖｜AiCU
簡單來說，種植者可以使用AiCU的決策系統，在不同種植場景、不同作物中進行部署，何時施肥、施肥多少、是否需要降溫/加濕，都可以交給AI，計算出最優解。同時，硬件和培訓也在他們的商業服務范圍內，比如幫助種植者開發更低成本的氣候傳感器設備，以及提供水肥配方、能源分配等策略培訓。
閔錢希曦說，團隊成員大部分已在荷蘭的學校科研、公司R&D部門任職，從事模型、數學、傳感器和溫室園藝相關工作。目前，他們已經為江蘇兩家種植企業提供了商業化的種植算法服務。
“用更簡單、更可持續的方法為每一個人穩定地提供優質、美味的蔬果。”這是AiCU成立的初衷，程飚也非常認同這個理念，他和AiCU團隊的成員有多次深入交流，并希望在研發和服務層面展開更多協作。
在比賽過程中，程飚和團隊成員完成了數字農業服務的軟硬件開發，以及數據與算法產品架構。目前，他們采取了“社區種植者計劃”的服務模式，在農業地區由智多莓投建數字農業服務站，并按照服務面積收取服務費。目前，這套系統已經在云南的怒江州、曲靖市等區域落地。
“預計再有3年，團隊可以做到千萬元級別營收。”程飚說。
微軟Azure全球原首席科學家Ranveer Chandra，和多支AI參賽隊伍有過深度交流。他認為，將人工智能技術用于草莓種植，并將大量不同的先進技術帶到田間地頭，是非常有趣，非常令人興奮的事。“基于這些創新的改變，我們可以種植更加多元化的營養食物。”Ranveer Chandra說，希望選手們將人工智能等新技術應用到項目的過程中，能夠為人類技術進步產生更深遠影響。
將實驗室的前沿技術遷移到田間地頭，只是第一步。
對所有試圖商業化的參賽隊伍來說，如何將這些技術變成真實的產品，并讓農戶接受，則是更現實的問題。
紀榮喜是參與第一屆多多農研科技大賽的農人組選手。這位出生于1965年的鎮江人，參與、見證了江蘇草莓三十多年的發展歷程，他帶領莓農們種草莓、學技術，從零到畝產3000斤，一步步脫貧致富，并在2015年當選為全國勞模。
在鎮江句容，紀榮喜是最擅長利用科技的種植高手，他很早便去日本學習草莓種植技術，并在大棚里裝上了LED補光、水肥一體化灌溉系統等設備。但參加比賽的過程中， 紀榮喜和團隊近距離接觸了AI隊伍的自動化決策系統后，深受觸動。
氣候計算機基于實時采集的數據，精準控制大棚開窗通風降溫、施肥補濕，無人值守且做到了高產，“我們雖然有水肥一體化設備，但主要還是靠經驗來調肥，氮肥、磷肥、鉀肥一起拌進去，不科學也不精準。”紀榮喜說，他更想要一套精準的施肥核心技術。
▲在云南，智多莓的數字農業工作站已投入使用，并為草莓種植戶提供水肥控制等服務。圖｜智多莓
今年，紀榮喜邀請智多莓團隊來到鎮江句容，計劃給大棚裝上控肥系統。他希望這套設備能更精準施肥，提升產量并在合作社內推廣，“現在我們里合作社有100多位農戶，種300多畝草莓，如果推廣開來，對效益是非常大的提升。”
來自中國草莓第一大產區遼寧東港的馬廷東，則看到了另一面：不管是算法還是新設備，怎樣可以解決勞動力短缺的問題？
馬廷東去年也參加了多多農研大賽，他的另一個身份是丹東市圣野漿果專業合作社理事長。這個合作社有157戶草莓種植戶，種植面積超過6000畝。他們遇到的難題是，勞動力短缺帶來的人工成本過高問題。
每年八至九月份，是東港草莓定植的高峰季，人工費用飆升至30元/小時。同時，后續還有草莓分選、分級的成本。一斤草莓從田間地頭采出后，按照大小、品質分級，每斤分選費用在0.5元，“一年最少600萬斤草莓上市，這樣光分揀費用就要投入300萬元以上。”馬廷東說。
他也仔細研究了AI隊伍在比賽中的產量、投入產出比等數據，得出一個結論——東港草莓發展仍在上升階段，隨著效益越來越高，在產業裝備設施的投入會越來越高，完全支持得起智能化分級分選設備的引入。
“如果將糖度、大小、果型、單果重都能分揀出來， 對草莓生產的標準化、品牌化有巨大意義。”馬廷東說，他們現在也在尋求智能化分選和自動采摘機器人的合作機會。
老一代的農人，在尋求用新技術突破土地價值。新一代的農人，則有著不同的理解。
中國另一個草莓種植強縣，安徽長豐縣的90后孫郁晴，完整參加了4個月的種植競賽，她對人工智能技術在農業的應用提出了自己的觀點：“IBM提出AI應該是Augmented Intelligence，因為AI是提高人的效率、擴大人的能力，而不是取代人。而且AI在農業的應用一定要接地氣，切實的解決主體的要求。因為對大多數中小農戶來說，他們更加迫切需要低投入、高效益。”
孫郁晴說，她覺得AI和農業數據化和經驗層面，有巨大的結合價值。如果將草莓種植規模、產量等信息與市場信息進行關聯建模，并分析成本、利潤和預算投入，這對于國內農業生產的專業化運營來說，是最值得投入的。
比賽結束后，她去了美國深造經濟學。孫郁晴說，在接觸到這個比賽后，她意識到農業領域女性力量會越來越多，參與度也會更加深，所以她選擇了農業經濟學和性別經濟學兩個專業，準備從更加宏觀的視野研究中國農業現代化的發展。
青年科學家和下一代農人的探索，帶來了更多的想象空間。但土地上的問題要更加現實。
農業農村部農業物聯網重點實驗室主任、西北農林科技大學教授何東健觀察發現，依舊在農村種地的人，都是生于50、60年代的人，“70后都是少數，更不用說00后。”
去年疫情期間，大賽的評委專家，農業部農業農村信息化專家咨詢委員會副主任委員、中國農業大學教授李道亮寫了本《無人農場》的著作，他認為，最多再過25年，上一代的農民就會退出工作場景。“真正的一線勞動力年齡大約平均是55歲，45歲就算年輕的。反過來說，60后和70后是我們國家的主力軍，但這些人再過25年差不多就全部退出了，補上來的會越來越少，這就是一個基本的現實。”
紀榮喜也在為將來幾年的草莓園苦惱，如今他的兒女都進城工作，家中的20畝草莓，主要是他和愛人在耕作，農忙時節會在村中請兩位零工幫忙，但難免捉襟見肘。“我今年已經55歲了，再過5年可能就不種草莓了，到時誰來種？怎么種？”
上一代農業生產種植者的逐漸退出，是必然的過程。更加迫切的問題是，這片土地未來要如何承載起食物供給的需求。
▲在發達國家，農業從業人口占社會人口比重在持續下降，農業科技的進步讓更少的農民養活了更多的人口。
圖片｜OWID
事實上，世界上任何一個國家的農業從業人員占社會人員的比例，永遠持下降趨勢。公開數據顯示，目前美國、法國、日本等發達國家中，農業從業人員/社會人員的比例普遍在3%～5%左右，最少的國家是以色列，大約0.9%。可見，農業裝備和技術的巨大進步，可以讓更少的農民種植管理更多土地，為更多人提供食物。
中國著名經濟學家、北京大學國家發展研究院教授周其仁呼吁，不能認為農業是個傳統行業，農業是可以應用高科技的行業。“現在很多人沒信心，覺得農業收入就是低，誰搞農業誰窮。要從大城市周圍開始突破這個概念，把科技加進去，農業是有希望的。比如，發達國家丹麥，人均收入5萬多美元，養豬業還很發達。這就是依靠科技，讓好的種豬供應全世界。”
事實上，農業的迭代升級，已經成為中國最為關注的重要問題。今年中央一號文件提出，要全面推進鄉村產業、人才、文化、生態、組織振興，尤其是要推動“農業農村現代化取得重要進展，農業基礎設施現代化邁上新臺階。”
李道亮判斷，未來30年內，中國的農業會發生巨大變革，也將從傳統農業實現到現代農業的跨越。“多多農研科技大賽探索了人工智能解決人的勞動力問題，接下來要鼓勵更多的社會力量、科研機構加入，來一起研究、攻關，真正推動產業不斷前進。”
▲在第一屆比賽的初賽環節，“我說的都隊”隊長石奡坤（中國農業科學院蔬菜花卉研究所碩士在自家地頭，向評委們陳述技術方案。圖｜穆功
第一屆比賽的參賽隊伍已為未來農業科技應用和服務，探索出更多的解決方案，開始走向商業化應用。多多農研科技大賽組委會負責人蘭克表示，“這是令人振奮的一個開端”，即將開始的第二屆比賽，將升級為一個更加開放的平臺，它向全球的青年農業科學家提出一個問題：如何用設施園藝、生物技術等多樣手段，讓番茄的營養成分實現大幅度的提升和突破？
“我們希望能夠邀約全球的好手參與，一起來研究這項開放性命題。對我們這樣一個起家于農業的新平臺來說，持續不斷探尋農業更上游的答案，是必須要追尋的方向，是自身的責任所在。”蘭克說。
首屆大賽的另一位評審專家，中國農業大學園藝學院教授王紅清認為，未來農業是一個龐大的系統性工程，需要作物栽培、農業機械、物聯網、生物工程、農業經濟等多學科的交叉融合。“只有打破人才圈層，讓搞信息技術的專家、搞人工智能的專家、搞機電工程的專家、搞農業種植的專家、搞流通上行的專家們一起，共同參與農業數據的積累，通過這種產學研的互相融合，才能探索突破的可能性。”王紅清說。
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