AI能讓農(nóng)作物重回“兒時的味道”嗎？

半月談記者 趙久龍

智能管控系統(tǒng)代替人工“照顧”農(nóng)作物，從沒種過地的新手，也能在人工智能輔助下熟練種地……

“從前靠經(jīng)驗，現(xiàn)在更多依靠數(shù)字化、智能化種植，甚至借助AI與農(nóng)作物‘對話’?！甭洁l(xiāng)間，半月談記者聽到來自田間地頭的“新”聲。

近年來，多地加強農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和應(yīng)用，探索發(fā)展AI種植、智慧農(nóng)業(yè)，借助人工智能為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)裝上數(shù)字大腦，推動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，形成集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、觀光采摘等多種業(yè)態(tài)于一體的綜合型智慧農(nóng)業(yè)模式，促進農(nóng)業(yè)提質(zhì)升級，助力鄉(xiāng)村振興。

AI調(diào)控讓作物重回“兒時的味道”

穿過風(fēng)淋室、除掉衣物上的塵埃，換上白大褂、防止將病菌帶入實驗室……江蘇省南京市溧水區(qū)的江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊的智慧溫室內(nèi)，10余種番茄在智能調(diào)控的適宜溫度下長勢正好。

江蘇省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所所長、智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊首席研究員任妮介紹，智慧溫室有水肥一體化智能管控系統(tǒng)?！跋到y(tǒng)根據(jù)季節(jié)、番茄的生長周期實施水肥調(diào)控，讓番茄更好生長，種出‘兒時的味道’，一畝地年產(chǎn)值超過10萬元?！?/p>

眼下氣溫升高，番茄苗的葉片蒸騰作用增強，需要吸收更多的養(yǎng)分?！斑@個時候，AI派上了大用場。”江蘇省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所副所長劉家玉告訴半月談記者，“環(huán)境傳感器捕捉到溫室內(nèi)溫度升高至30攝氏度，智能管控系統(tǒng)會啟動水肥機、滴灌等裝置?！?/p>

AI是如何做到的呢？

“我們研發(fā)了數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)，番茄果實和藤蔓間安裝有空氣傳感器、土壤傳感器、水質(zhì)傳感器，溫室四周有攝像頭，室外還有小型氣象站等感知終端?！比文菡f，在機器視覺、知識圖譜、生產(chǎn)場景管理、投入品管控、糖度檢測等技術(shù)加持下，智能管控系統(tǒng)在一定程度上可以代替人工更好地“照顧”農(nóng)作物。

江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊開發(fā)的“智小農(nóng)”微信小程序界面中，各項環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)一目了然。智能管控系統(tǒng)根據(jù)季節(jié)、番茄生長周期實施水肥調(diào)控，工作人員在手機上動動手指，環(huán)境變化、作物生長、設(shè)備運行等情況盡在掌握。

在揚州一處農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，得益于一體式智慧泵站灌溉系統(tǒng)，農(nóng)田水肥可以實時監(jiān)測，農(nóng)作物生長環(huán)境超前預(yù)知。工作人員告訴半月談記者，運用智慧泵站灌溉系統(tǒng)后，各類傳感器可感知不同數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測土壤濕度、氣象條件和作物需水量等關(guān)鍵指標(biāo)，灌溉、施肥有了精準(zhǔn)依據(jù)。

科技，讓農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的“看天吃飯”轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)?！案鶕?jù)傳感器收集的數(shù)據(jù)，再結(jié)合外部氣象預(yù)報，智能管控系統(tǒng)實施環(huán)境參數(shù)監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，外遮陽、內(nèi)保溫、天窗、濕簾、循環(huán)風(fēng)機等設(shè)備由電腦智能控制?！比文菡f，這可以讓農(nóng)作物在最優(yōu)的環(huán)境和營養(yǎng)條件下生長。

一鍵收菜，從“望天收”邁向“望網(wǎng)收”

得益于科學(xué)種植，江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊種出的“AI番茄”品質(zhì)更好，一斤能賣到20多元?！罢聛砭筒怀钯u，在我們的電商社群里，提貨名額一放出來，瞬間就被搶光?！比文菡f。

江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊使用研發(fā)的采摘機器人開展番茄采摘作業(yè)實驗 趙久龍 攝

手機“巡田”、澆水不濕手、種菜不下田……科技賦能助力降低用工量，提高種植效益?！俺Ｒ?guī)種植方法下，一個人管理一畝地忙得停不下來，現(xiàn)在一個人可以輕松管理4畝地?！比文莞嬖V半月談記者。

江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊的智慧溫室背后，是數(shù)十名平均年齡30歲出頭的技術(shù)人員?！拔覀兠總€種植基地都有專門的服務(wù)對接群，不管是系統(tǒng)報錯，還是人為發(fā)現(xiàn)問題，24小時都有值班人員遠(yuǎn)程解決或安排專人現(xiàn)場排查?！眲⒓矣裾f。

在南京溧水、湯山等多個種植基地，因為進口技術(shù)價格高、缺乏有經(jīng)驗的農(nóng)藝師、種植效益不高等，玻璃溫室曾長期閑置，如今在國產(chǎn)人工智能技術(shù)加持下迎來新生。

“以水肥一體化智能管控系統(tǒng)為例，國外的系統(tǒng)可能要三五十萬元，我們自研的系統(tǒng)價格一般不到十萬元，質(zhì)量也趕上來了?！比文菡f，“AI番茄”已走出實驗室，走向廣闊的農(nóng)村大地，帶動農(nóng)民增收。

江蘇省農(nóng)科院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊持續(xù)聚焦設(shè)施果蔬、特色水產(chǎn)、數(shù)字育種等智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景，深度重塑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。智慧農(nóng)業(yè)整體解決方案已在江蘇省內(nèi)多個農(nóng)業(yè)種植基地落地，應(yīng)用到草莓、葉菜、黃瓜等多品類種植。從“望天收”邁向“望網(wǎng)收”，風(fēng)靡一時的線上農(nóng)場游戲，在現(xiàn)實中得以實現(xiàn)。

向大田邁進，錨定未來農(nóng)業(yè)

拼多多平臺和光明母港(上海)種業(yè)科技有限公司攜手的“多多農(nóng)研科技大賽”已舉辦至第四屆，入圍決賽的隊伍在同一規(guī)格的集裝箱植物工廠內(nèi)，“遠(yuǎn)程”種植同一品種的農(nóng)作物，在規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)量高、能耗低、品質(zhì)好、算法優(yōu)者便告獲勝。

前兩屆比賽的場景設(shè)在溫室內(nèi)，經(jīng)驗老到的種植戶與掌握新技術(shù)的農(nóng)業(yè)“小白”同臺競技?！叭ツ?，我們把場景轉(zhuǎn)換到全人工智能化控制的植物工廠內(nèi)，并選擇一個較難種植的新品種。在比賽過程中，各團隊可謂是‘八仙過海，各顯神通’，展現(xiàn)了不同新技術(shù)在新場景下的應(yīng)用過程?！薄岸喽噢r(nóng)研科技大賽”賽事組委會代表林新儀說。

“我們發(fā)現(xiàn)，AI種植模型需要大量的高質(zhì)量數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，這需要耗費大量人工采集不同作物在復(fù)雜環(huán)境中的海量數(shù)據(jù)。然而，有的數(shù)據(jù)可能存在失真或標(biāo)注不準(zhǔn)確的問題，會影響模型的性能和準(zhǔn)確度?！绷中聝x說，AI種植模型在應(yīng)用過程中需要人工干預(yù)，進行動態(tài)調(diào)整。

來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的楊浩已參加過三屆“多多農(nóng)研科技大賽”，在他看來，農(nóng)業(yè)種植環(huán)境復(fù)雜，受到許多因素影響，AI模型暫時難以完全囊括，可能導(dǎo)致預(yù)測不準(zhǔn)確、決策不科學(xué)。

AI種植前景可期。然而，相對于大田種植，目前AI種植多應(yīng)用在溫室大棚內(nèi)，種植成本仍然較高，所以更適合種植生長發(fā)育較快、附加值較高的果蔬，比如番茄、草莓。AI種植邁向大田還有較長的路要走。