AI对阵顶尖农人 谁能种出更多草莓?

作者:7298棋牌游戏中心 | 2020-12-22 17:02

  这是一场关于谁能种出更多优质草莓的比赛。对决双方一边是拥有雄厚技术的AI团队,他们不用亲临现场,数字设备、缜密的算法是他们的“武器”;另一边是国内顶尖的农人团队,数十年的种植经验和农人的勤劳品质,是他们最宝贵的财富。在各自负责的种植大棚内经过120天的耕作,比赛有了一个让人意想不到的结果。

  直到成片的草莓挂上枝头,人工智能组(以下称AI)来自荷兰的AiCU队也从未到过云南,从没亲眼见过自己照料的那片草莓种植基地。

  这场由联合国粮食及农业组织指导、中国农业大学和拼多多联合举办的“多多农研科技大赛”,吸引了全球超过17支AI队伍参加。7月22日,决赛在云南昆明富民县国家高原云果产业园内展开,4支AI队伍对阵4支中国草莓种植领域顶尖的农人队伍。

  每支参赛队伍负责一个种植大棚,棚内有6条种植槽,可以种植600株草莓。科技感遍布在AI组每支队伍的大棚内,悬挂在大棚支架上的摄像头、种植槽上方的温湿度监控装置,还有土壤里的传感器,大棚内任何一点微小的变化,都在第一时间被传回后方数据收集设备。

  AI组将打老叶、病虫害防治、果实采摘这些现场操作交由云南省农业科学院打理,相较之下,更多的工作在电脑屏幕前完成。

  在AI组的智多莓队,队内的数据组、农业组负责收集装置数据并形成报告,以此调整水肥配比、灌溉方案,给出每周的种植策略,两个小组每天的工作时间都在五六个小时左右。研发组工作强度更大,他们要将农业专家的判断和思维转化为算法,力图将这些经验标准化,以便推广应用于更多的农业领域。

  12月8日,“多多农研科技大赛”决赛答辩会在北京举行,除神农小队因疫情原因未能完成比赛之外,7支队伍均通过线上或线下方式完成了最终答辩。

  答辩会上,看着AI组展示的各项技术,农人组的艳九天巾帼队成员孙郁晴心生羡慕,她回想起过去的4个月里,基地每天有太多工作需要她亲自照看:早上给大棚开棚,打开风机除湿,观察植株情况并拍照,根据气温调整遮阳网……即使到了寒冷的冬天,她仍要每天6点起床,骑着电动车赶去基地,“如果我在AI组,也不要什么全自动,能实现早晚自动开关棚就满足了。”

  更让孙郁晴感慨的是,体力上的辛勤付出并没有左右比赛的结果。120天的耕作后,AI队以农人队大约四分之一的设施投入,取得了近1.5倍的产量。

  12月16日,国内首届草莓AI种植大赛结果揭晓,AI队多项指标超越顶尖农人队。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。

  “AI能够将种植专家和农民解放出来。”云南农业科学院的草莓专家阮继伟参与了这次比赛的种植过程,他相信,当AI技术足够成熟的时候,种植者将不用再为田间地头的监测管理“事必躬亲”,压力和强度缓解的背后,意味着种植面积的扩大,同时也可能解决另一个更加严峻的问题,“将来,谁来种地?”

  随着我国城镇化进程的加快,本就不多的农村劳动力仍在不断涌向城市。国家统计局网站数据显示,按照第六次全国人口普查结果,农村16岁及以上劳动年龄人口数约为5.12亿人,农村就业人口数约为3.94亿人,其中从事农业劳动力数约为2.79亿人;另据国家发改委最新数据,截至2020年2月末,外出务工农村劳动力总量为12251万人。

  作为大赛评委,中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮来自山东东营垦利县,从小在农村长大,在他的35个小学同学中,除了3个人考上大学以外,剩余32个基本都在务农,他们的孩子都上了大学或者在读研究生,几乎没有人留在农村。“我们国家现有农村劳动力基本以60后和70后为主,还有部分50后,如今已经接近70岁,他们能从事农业劳动的时间已经不多了。”

  农人组艳九天巾帼队队长、被誉为“草莓育苗皇后”的沈海燕对此深有感触,上一代人逐渐老去,年轻人不愿回到乡土,断层由此出现。沈海燕的草莓企业坐落在“中国草莓之乡”的长丰县水湖镇,她种植园区的工人大多超过60岁,有的70岁还在工作。沈海燕把年轻人的流失归结为对农村的排斥,“他们觉得回来没面子,工资待遇也没有互联网、房地产这些行业高。”

  沈海燕的女儿孙郁晴今年24岁,她并不完全认同母亲的看法,阻止年轻人回归的不只是收入的落差和乡村生活的单调,与上一代农人之间的代沟也是原因之一。在她看来,新一代农人更希望用科学的方法,将种植过程演化为“公式”,变成放到任何一个地方或是任何一拨人,都能够上手操作的标准化模式,“老一辈更习惯用经验去判断一切,知道什么时候该做什么,但缺乏总结与推广。”

  在田间调研的过程中,李道亮看到,传统农人最大的优点仍然是吃苦耐劳,但受制于小学为主的文化水平,接受新事物的能力稍弱。同时,因为收入水平有限,投入能力也受到影响,例如要搭建一个草莓种植大棚,一边是价格低廉、只要几万块的塑料布拱棚,一边是需要投入几十万、但产出更高的玻璃温室,“农民没有那么多收入,大部分会选择前者。”

  孙郁晴不想被困在这样的“刻板印象”里,她将自己和母亲都算作“新农人”的一分子,在她看来,这个概念指的是新一代有文化、有知识、愿意投身农业的人,而不局限于年龄,即使不是年轻一代,只要愿意接纳新事物,注重创新,都可以称为新农人。

  沈海燕的草莓种植园区有100多亩土地,有20亩用来种植草莓,其余以育苗为主,2012年之前,她的整个园区都靠人工抽水灌溉,费工费时也费钱,听说国外水肥灌溉已经实现自动化之后,沈海燕决定去以色列考察。

  这是一趟让她瞠目的考察。在以色列沈海燕看到,有绿色植物的地方一定有管道在供水供肥,100多亩地只需要几个工人管理。植物保护方面,以色列设立了像“研究所”一样的部门,有专员定期到草莓园区查看是否有病虫害,有的话再给出质保方案,“所以工人就只管干活,甚至不用学习技术,这一点让我很有触动。”

  考察结束后,沈海燕引进了以色列的水肥一体化设备,整个园区的灌溉都实现了自动化,但因为年龄和文化水平的限制,没法完全看懂进口设备的说明书,设备只能用来灌溉水肥,肥料配比、微量元素配比这些功能都没用上,“没办法,机器是全英文的,我母亲这辈还是缺乏对高端技术的吸纳能力。”孙郁晴说。

  更多的技术可能还需要年轻一辈来实现,农人组圣野浆果富民队的成员马冬妮父母也是草莓种植户,因为从小喜欢和植物打交道,上大学时她选择了园艺学,毕业后与学长、学姐一起创业,希望用微生物技术解决土壤问题。起初,马冬妮和父母都担心,干这行是否意味着将来要像老一辈一样,守在田间劳作,后来一次次参加农业大赛、研究相关产品化解了他们的忧虑,“一起参赛的选手会让我产生共鸣,觉得不是我们在孤零零往前走。”

  马冬妮感受到,与年龄和种植规模无关,每个农户都有着通过农业技术革新改善生活的迫切愿望。因为土壤修复剂的使用和其他一些种植问题,一个种豆角的大伯总会向马冬妮团队求助,最终他的豆角长势非常好,邻居的结完最后一茬就不结了,他的豆角还在结,比邻居多卖了一万多块钱。“这对于金融或者互联网行业的人来说可能也就半个月工资,但对于农民来说可能就是半年的收入。”

  李道亮强调,“AI是新农人的一个工具。”AI对农人的赋能可以缓解农业对劳动力的依赖,通过装备来实现劳动生产率以及资源利用率的提高,但另一方面,农人经验也必不可少,两者融合一定是农业发展的未来趋势。

  AI组智多莓队队长程飚认为AI对农业的赋能,也体现在对年轻人的吸引上。AI增产带来更高利润的同时,也在降低农人的劳动强度与难度,田间劳作经验、技能将不再成为年轻人进入农业的阻碍。

  比赛过程中,智多莓队便与其他3支农人队伍达成合作意向,在3支队伍所在地建立数字农业工作站,对农田进行分割,形成一个一个的数字化网络,工作站提供网格内的能源接入、网络接入、数据接入和物资接入,期望能够在经济方面减少成本投入、增加草莓产量,在生态方面使用净化水灌溉,让土壤pH值趋于平衡。

  与3支队伍的合作并非程飚的最终目的,他不只想解决100亩或1000亩地的问题,但数字农业工作站先期将只在安徽、江苏等地进行示范。程飚说,这是一个建立信任的过程。

  在以往的合作中,程飚发现,农户们尤其是那些50岁左右的妇女,对上门推销式的农药销售非常受用,类似于向老年人推销保健品,“那些销售代表把他们说得很舒服,然后一买就买很多肥料,根本不可能用完。”有个大姐一次性买了17桶益生菌,花了四五千块钱,但是她的地一年最多能用两桶,益生菌的使用是有期限的,为了不让菌死掉或者不让肥料过期,农户们就会加大用量。

  程飚试着向农户讲明,这样的做法对土壤的伤害是非常严重且不可逆的,但收效甚微。直到团队开始进行示范性教育才有了改变,由团队出资在示范点建设数字化设施,3个月示范期满之后,如果农户选择加入,便开始收费服务,“农民对新兴技术并不排斥,最有效的教育形式就是示范给他看,他看到你这么做的确花钱少、产量高,才会相信你。”

  关于AI与农人的关系,阮继伟认为“取代”是有可能发生的。就草莓种植来说,虽然目前植物保护、打老叶、采摘等工作必须由人工完成,但已经有AI团队在做农用机器人的研发推广,可能再过十年二十年,就有AI机器人可以独立完成所有田间操作,“现场管理肯定是可以替代的,只是需要时间而已。”

  但即使以技术人员的身份,程飚依然认为,哪怕未来AI可以完全取代农民,也不应该让它发生。AI可以弥补农业生产的许多空缺,但不管技术多么成熟,这个行业都应该有人的参与,哪怕这种参与变成公益性的社会活动,人的角色都应该保留。

  程飚觉得,农业不单可以满足人的经济目的,还满足着人的精神及社会活动的需求,“如果一个社会和食物的成长过程完全割裂,那将是件很奇怪的事情。”


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