历经120天的激烈竞争，首届“多多农研科技大赛”决赛结果揭晓。12月16日，由中国农业科学院、中国农业大学、国家农业智能装备工程研究中心和比利时根特大学的青年科学家组成的CyberFarmer·HortiGraph联队获得AI组冠军。 “多多农研科技大赛”是在联合国粮农组织指导下、由中国农业大学和拼多多联合举办的国内首届“人工智能VS顶尖农人”的数字农业种植竞赛。赛事吸引了全球超过17支AI队伍参加，经过初选之后，共有4支AI队伍入围决赛，一同进入决赛的还有大赛主办方特邀及报名的4支顶尖农人队伍。 7月22日开始，4支AI队伍分别在阿姆斯特丹、北京、南京和昆明，远程控制位于云南富民县国家高原云果产业园内的智能化温室，利用尖端数字设备和人工智能，远程种植草莓。4支顶尖农人队伍则亲临比赛现场，依靠种植经验，与AI队伍在草莓的品质、产量、投入产出比等指标上展开全面比拼。 此次大赛评委及科学顾问团队阵容豪华，汇聚了中国数字农业领域的诸多顶级专家，评委会由中国工程院院士赵春江领衔。“人工智能VS顶尖农人”的独特赛制安排也吸引了国内外科研工作者和极客群体的关注。 ▲中国工程院院士赵春江致辞，他表示数字技术正给中国农业、农村变革带来重大发展机遇。（摄影：龙遇春） 12月16日，大赛评委会公布比赛结果：除CyberFarmer·HortiGraph联队获得冠军之外，AI组亚军和季军分别由来自云南的“智多莓”队和来自荷兰阿姆斯特丹的AiCU队获得。安徽省长丰县4名女性农人组成的艳九天队拔得头筹，获得顶尖农人组卓越奖，来自辽宁丹东的圣野浆果队和来自江苏句容的纪荣喜劳模工作队分别获得顶尖农人组的先锋奖和创新奖。 ▲纪荣喜劳模工作队、艳九天队、圣野浆果富民队的顶尖农人队伍在比赛基地内。（摄影：龙遇春） “此次多多农研科技大赛，鼓励青年探索高性价比的人工智能种植方案，通过多轮角逐，顶尖农人团队展示了传统种植技术的价值与意义，人工智能团队验证了新技术和新模式的可行性”，联合国粮农组织驻华助理代表张忠军表示。 人工智能更胜一筹 令业内更关心的是，此次多多农研科技大赛，AI队伍和顶尖农人队伍的比拼结果——“机器能否在农业种植领域战胜人？” 12月16日，大赛评委会揭晓了产量、投入产出比和甜度等三项指标的对战结果：AI组的草莓产量平均值高于传统农人组平均值196.32%；AI组投入产出比平均值高出传统农人组平均值75.51%；传统农人组的果实甜度整体均值高出AI组5.24%以上。 “AI组较好的水肥、温度和空气湿度控制促进了植株的快速生长和开花挂果，实现了较好的产量。投入产出比与产量正相关，AI组较高的产量提升了投入产出比。传统组栽培基质含水量少，相较AI组，果实甜度更高”，大赛技术支持专家、云南省农科院研究员阮继伟表示。 在4个月的决赛期间，参赛的AI队伍建构了各自的草莓AI种植管控系统，让AI模仿人类专家，实现了草莓种植的自动化。草莓AI种植管控系统，相当于AI种植大脑，其包括生长模型、种植决策、生长状态识别等模块，涉及多个机器学习的算法。 比赛过程中，每支队伍的草莓AI种植管控系统，通过传感器获取外部环境、水肥等数据，再基于设定的草莓生长模型，向控制草莓生长的外部设备输出决策。难点在于形成实时的、正确的决策。各支AI队伍的最终比赛成绩的排名，就在于AI决策的及时性和准确性，换言之，就是AI大脑是否足够“聪明”。 ▲CyberFarmer·HortiGraph联队获得AI组冠军，左二和左三为获奖代表，分别为郑剑锋、林森。（摄影：龙遇春） AI组冠军CyberFarmer·HortiGraph联队正是基于知识图谱，构建了一套更为“聪明”的草莓AI种植管控系统，最终在产量和投入产出比上都取得最高分，奠定胜局。 推动数字农业革命 “我们希望，能够建立一个长期的、规模化的竞技平台，通过全国‘顶尖农人’和世界‘人工智能’的切磋与较量，来充分激发青年学者的想象力与创造力，最终探索出一批适用于小农生产模式的、低成本、可复制的AI农业应用，并且通过将人工经验数字化，来为农产区提供植物AI种植模型”，拼多多副总裁陈秋表示。 据赵春江院士透露，目前中国的农业数字经济规模已经达到5778亿元，预计到2025年能够达到1.26万亿元，发展速度非常快，所以“抓住数字技术机遇，快速发展农业的数字经济，对农业高质量发展具有重要的意义”。 此次参赛的各支队伍，在享受探索人工智能在农业应用的喜悦之时，也开始尝试将比赛成果转化为可行性的数字农业解决方案，并已在田间地头应用实践。 AI组亚军智多莓队来自云南，是一个横跨农业科研、数据分析和人工智能等领域的复合型团队。智多莓队在比赛期间便留意如何让比赛成果惠及中小草莓种植户。10月31日起，智多莓队向昆明市滇池西岸的一百余户草莓种植户提供AI种植支持服务，并和其他三支参赛顶尖农人队伍达成合作意向，帮助他们在产地建设数字农业工作站，提高草莓种植的经济效益和环境保护水平。 CyberFarmer·HortiGraph联队也决定将比赛成果进行商业转化，并着手建立一个标准化的草莓知识库，将种植草莓的相关数据标准化成知识，向全国草莓种植户开放，使小农户也可以获得顶尖专家的种植经验。 ▲AI组季军AiCU队代表发表获奖感言。疫情暴发后，这支队伍一直在阿姆斯特丹远程种植云南比赛基地里的草莓。（摄影：龙遇春） AiCU队是由7位在荷兰留学的中国青年学者组成的团队，此次比赛让团队发现，针对传统种植中植物生长的单一项目进行控制有很好的推广前景。等待疫情结束之后，他们将回国创业。 尽管国内农业AI种植应用还处于早期阶段，但此次比赛让业内也看到AI种植巨大的商业前景，这将吸引更多高科技人才投身农业，共同推动农业生产的数字革命。
平地很少，土地零散的分布在大山里，这是云南省怒江州典型的地貌。 常年湿热、降水量大，按理说，土壤和气候都并不适合种植高要求的作物，但当地的村民却热衷于种植草莓。 即便种植条件比较差，经验有限，但村民们却很坚定。「因为在比较边远和贫困的地区，种植草莓成了大家脱贫的希望。」建智科技首席专家程飚对此深有感触，他们曾经为村民提供草莓种植的科技支撑。 「在实际农业生产中，只要帮助农民解决一些实际的小问题，对于品质和产量就会有很大提升。」 云南，怒江大峡谷地貌 他意识到，传统的草莓种植模式在云南会遇到认知、种苗、技术、设施、采购和市场等问题，「专家资源有限，但种植问题无限。」 长期从事大数据、图像识别、光谱识别领域的他，一直在探索如何用技术来实现简单可复制、精细化培植的种植模式。他在找一个突破口。 身在荷兰的闵钱希曦，是全球顶尖农业学府荷兰瓦赫宁根大学的博士。她本身就是一位云南人，出于对农业的热爱，这两年一直在参加一些探索智慧农业前沿的比赛，以此来积累数据，同时检验新的种植理念。 抱有不同但又相似的追求，前不久，他们各自所组成的队伍都进入到了「第一届多多农研科技大赛」决赛。他们将去研究并落地：通过算法来远程「定制」草莓的口味和产量。 从选手招募，到初赛答辩，极客公园一直对这项比赛进行了见证与报道。 云南省农业科学院的专家团队，为此次比赛准备的「章姬」草莓 在决赛中，以青年科学家为主的 4 支 AI 队伍，和来自草莓种植强县的 4 支顶尖农人队伍，将开展为期 120 余天的高原草莓「人机」种植竞赛。 可以感受到，掌握前沿技术、理念的人正在改变农业这个古老的产业。这些由程序员、科学家、擅于运用科技工具的农人构成的人群，将成为新一代的农人。我们可以暂且称之为「科技农人」。 在决赛于云南昆明正式启动的当天，我们和这些队伍深入地聊了聊，关于「科技农人」，关于 AI 与人的关系，关于对农业领域的亲身感受，以及怎么改造这个世界。 你得看到真实的农村 程飚所在的智多莓队是一支来自云南本土的混编强队，由 11 位来自中国科学院自动化研究所、昆明市农科院的专家组成，产业经验丰富。 程飚介绍，在推广过程中，即便是将先进的技术方案教给了村民，他们也很难完全照做。「他们更愿意按照自己的习惯来，这导致方案效果大打折扣。」 新技术推广的难度不仅仅体现在村民的接受度上，也体现在农业人才减少上。联合国粮食及农业组织减贫与创新官员董乐也有相似的亲身经历。「我们走了很多贫困县发现，即便是有了网络和电脑，但当地的电商办公室或者信息化平台办公室，很多时候都是大门紧锁。我们找到当地的领导，他们说村里面没有这方面的人员。」 世界各国农业就业人口都在呈现下降趋势，中国最为明显。农业人才的稀缺似乎正成为一种不可逆的趋势。此次比赛评委，中国农业大学信息与电气工程学院教授、国际信息处理联合会（IFIP）农业先进信息处理专委会主席李道亮表示，「未来 30 年，劳动力减少这个趋势是不以人的意志为转移的。会有越来越少的人从事农业领域，劳动力会越来越贵，这是不可逆转的。」 云南昆明，每支 AI 组决赛队伍都会配备一个独立的智能温室大棚 他觉得「无人农场」的解决方案会成为未来的主流，「这次疫情给我极大的震撼，什么都能停，但农业不能停。农业停了没有吃的。如何在无人的状态下还能生产出高品质的产品，是现在搞农业自动化必须要梳理的问题。」 科技不能纸上谈兵。中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任及首席专家赵春江认为，未来，小农仍将是我国农业生产经营的主要组织形式。同时，电商的发展也离不开农产品的标准化。因此，如何让技术真正发挥作用，与农业深度融合，促成一个消费体系，而不是只能展示演示，是发展智慧农业的关键。 「就目前技术水准来看，人工智能大规模取代农民尚需时间。」传统队伍「圣野浆果富民队」队长马廷东觉得，人可以根据不同环境立马调整，机器未必，数据积累需要更长时间，并且智慧农业及设施农业的投资回报率并不高。他判断，AI 是农业的未来趋势，但还需要很远的路要走。 让农民成为「技术工人」 AI 完全进入农业当然需要一个过程。来自传统代表队伍的纪荣喜是全国劳模，虽然身在传统队伍中，但他认为农业生产中的人工智能应用是必然趋势。 他在镇江的实验大棚里，也加装了补光、补温、温湿度传感器，以及水肥一体化设备。「我 60 岁可能就不种草莓了，将来谁来种？怎么种？这是个亟待解决的问题，如果人工智能能学习到几十年的种植经验，那是最好不过。」 比赛基地内，纪荣喜在为草莓定植做前期准备工作 实际上，即便是 AI 组，大家提的更多的是「用 AI 辅助人，而不是替代人」。 「当前的人工智能，是大数据和深度学习为代表的弱人工智能，更高级形式则是碳智能和人机混合智能。」CyberFarmer.HortiGraph 队伍的代表林森认为，顶尖农人们所担心的「人被机器取代」的问题，并不存在。 闵钱希曦所在的 AiCU 队一共有 7 名成员，队伍中有 4 位博士，3 位硕士，目前都在荷兰不同领域、不同公司和不同机构工作，涵盖了从作物模型、植物生理、采后品质、电子工程、AI 算法和应用数学等各个领域。 他们将完全在国外参与这次比赛，闵钱希曦介绍，「人类的知识和经验仍然在农业生产中扮演非常重要的角色，我们希望未来的世界是任何 AI 共存的世界。人工智能将替代人类比较繁杂的工作，但是会作为强有力的工具服务于人类创造性的工作，同时也是一个强大的分析工具，让人类可以进行更好的生产工作。」 AI 组的队伍将通过物联网等设备来远程控制施肥、光照等数据 她认为，「人类的知识和经验，可以和 AI 共存，并且用更简单、更可持续方法为每个人提供优质美味的蔬果」。 「数字化的农业一定是未来的趋势，但我们需要有一条从现实走向未来的路径。」程飚说，这条路径要更多照顾到人的因素。智慧农业最终应该解决两个系统问题，一个是当前劳动力不足的问题，一个是当前技能不足的问题。 也正是遵循这样的理念，他们的参赛方案是用人工智能来做辅助，一个是对专家的辅助，一个是对种植人的辅助。「用算法训练机器的同时，也希望可以训练农人，让其灵活掌握应用这套技术，让农民变成技术工人，能够对草莓生长节点和模型对应，进而提升整个草莓的商品化率和附加值。」 这样，让 AI 融合进专家经验，也能让专家有更多精力去解决一些特殊的问题。 120 天：前沿科技与小农户 实际上，这次多多农研科技大赛吸引了大量的优秀队伍，在初赛中，有一支叫「红海行动」的队伍同样令我们印象深刻。 他们在初赛中，提出了用智能机器人和物联网设备执行种植的方案，可以利用机器人来实现在合适的时间自动、精准地采摘草莓，进而提升商品果率，以及大幅减少人力成本。 不过，对于本次的 AI 组来说，算法是他们比拼的重点。「红海行动」也因此比较遗憾地未能进入到决赛中。但队长邓捷说，团队的数字化种植探索并未停止。就在前段时间，他们结合初赛评委的意见，邀请了一位中国农科院研究作物模型的专家加入，「我们一起搭建了个小团队，在各个地方开展试验，可以和决赛队伍开展一场『云比赛』」。 决赛开始前，AI 组的选手正在调试数据接口 在决赛中，各支队伍种出的草莓，将经历严格的评估：产量及品质、投入产出比、算法及种植策略的先进性等。多多农研科技大赛组委会负责人兰克介绍，比赛的关键，在于利用能源及农资最少，种出的草莓品质最优。 NJAI. 莓队长、南京农业大学教授倪军介绍，利用多样性传感器及作物生长感知技术，可以有效减少化肥、农药用量，提升产量和品质。此前，他们已经有过成功经验。「采用新技术的种植策略，肥料利用率可达到 50% 以上。」倪军表示，经过实地测算，亩省水 70%、省肥 50% 左右，相当于每亩地节约了 350 元，而且还能省下 400 元的劳动成本。 看得出来，决赛正式开始后，队长们已经跃跃欲试了。 接下来，在为期 120 天的远程种植过程中，由人工控制生长的草莓长势会如何，在云南高原的这片实验室里还会发生些什么？参赛的青年科学家们会有什么新的感悟？前沿的实验成果能否顺利应用到产业里、解决小农户的问题？ 对于他们踏上的这条新道路，极客公园将继续保持关注，并将进展传递于你。
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