首屆草莓AI種植大賽結(jié)果揭曉AI隊(duì)多項(xiàng)指標(biāo)超越頂尖農(nóng)人隊(duì)

曾詩淇

2020年12月16日，歷經(jīng)120天的激烈競爭，首屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽結(jié)果揭曉。由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程研究中心和比利時根特大學(xué)的青年科學(xué)家組成的CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊(duì)獲得AI組冠軍，AI組亞軍和季軍分別由來自云南的“智多莓”隊(duì)和來自荷蘭阿姆斯特丹的AiCU隊(duì)獲得。安徽省長豐縣4名女性農(nóng)人組成的艷九天隊(duì)拔得頭籌，獲得頂尖農(nóng)人組卓越獎，來自遼寧丹東的圣野漿果隊(duì)和來自江蘇句容的紀(jì)榮喜勞模工作隊(duì)分別獲得頂尖農(nóng)人組的先鋒獎和創(chuàng)新獎。

據(jù)介紹，“多多農(nóng)研科技大賽”是在聯(lián)合國糧農(nóng)組織指導(dǎo)下，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和拼多多聯(lián)合舉辦的國內(nèi)首屆“人工智能VS頂尖農(nóng)人”的數(shù)字農(nóng)業(yè)種植競賽。賽事吸引了全球超過17支AI隊(duì)伍參加，經(jīng)過初選之后，共有4支AI隊(duì)伍入圍決賽，一同進(jìn)入決賽的還有大賽主辦方特邀及報(bào)名的4支頂尖農(nóng)人隊(duì)伍。

大賽評委及科學(xué)顧問團(tuán)隊(duì)匯聚了中國數(shù)字農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的諸多頂級專家，評委會由中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心首席科學(xué)家趙春江領(lǐng)銜?！叭斯ぶ悄躒S頂尖農(nóng)人”的獨(dú)特賽制也吸引了國內(nèi)外科研工作者的關(guān)注。

記者從拼多多了解到，從2020年7月22日開始，4支AI隊(duì)伍分別在阿姆斯特丹、北京、南京和昆明，遠(yuǎn)程控制位于云南富民縣國家高原云果產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的智能化溫室，利用尖端數(shù)字設(shè)備和人工智能，遠(yuǎn)程種植草莓。4支頂尖農(nóng)人隊(duì)伍親臨比賽現(xiàn)場，依靠種植經(jīng)驗(yàn)，與AI隊(duì)伍在草莓的品質(zhì)、產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比等指標(biāo)上展開全面比拼。

“此次多多農(nóng)研科技大賽，鼓勵青年探索高性價比的人工智能種植方案，通過多輪角逐，頂尖農(nóng)人團(tuán)隊(duì)展示了傳統(tǒng)種植技術(shù)的價值與意義，人工智能團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了新技術(shù)和新模式的可行性?！甭?lián)合國糧農(nóng)組織駐華助理代表張忠軍表示，聯(lián)合國糧農(nóng)組織非常重視信息通訊技術(shù)給糧食系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)村轉(zhuǎn)型帶來的發(fā)展機(jī)遇。移動技術(shù)、遙感技術(shù)和分布式計(jì)算的推廣，可以有效改善小農(nóng)戶獲取信息、投入和進(jìn)入市場的機(jī)會，智慧農(nóng)業(yè)有助于開發(fā)生產(chǎn)潛力，提升經(jīng)濟(jì)效益。

人工智能更勝一籌

此次大賽中，業(yè)內(nèi)更關(guān)心的是AI隊(duì)伍和頂尖農(nóng)人隊(duì)伍的比拼結(jié)果——“機(jī)器能否在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域戰(zhàn)勝人？”

2020年12月16日，大賽評委會揭曉了產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比和甜度等三項(xiàng)指標(biāo)的對戰(zhàn)結(jié)果：AI組的草莓產(chǎn)量平均值高于傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值196.32%；AI組投入產(chǎn)出比平均值高出傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值75.51%；傳統(tǒng)農(nóng)人組的果實(shí)甜度整體均值高出AI組5.24%以上。

“AI組較好的水肥、溫度和空氣濕度控制促進(jìn)了植株的快速生長和開花掛果，實(shí)現(xiàn)了較好的產(chǎn)量。投入產(chǎn)出比與產(chǎn)量正相關(guān)，AI組較高的產(chǎn)量提升了投入產(chǎn)出比。傳統(tǒng)組栽培基質(zhì)含水量少，相較AI組，果實(shí)甜度更高”，大賽技術(shù)支持專家、云南省農(nóng)科院研究員阮繼偉表示。

在4個月的決賽期間，參賽的AI隊(duì)伍構(gòu)建了各自的草莓AI種植管控系統(tǒng)，讓AI模仿人類專家，實(shí)現(xiàn)了草莓種植自動化。草莓AI種植管控系統(tǒng)，相當(dāng)于AI種植大腦，其包括生長模型、種植決策、生長狀態(tài)識別等模塊，涉及多個機(jī)器學(xué)習(xí)的算法。

比賽過程中，每支隊(duì)伍的草莓AI種植管控系統(tǒng)，通過傳感器獲取外部環(huán)境、水肥等數(shù)據(jù)，再基于設(shè)定的草莓生長模型，向控制草莓生長的外部設(shè)備輸出決策。難點(diǎn)在于形成實(shí)時的、正確的決策。各支AI隊(duì)伍的最終比賽成績排名，就在于AI決策的及時性和準(zhǔn)確性，換言之，就是AI大腦是否足夠“聰明”。

AI組冠軍CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊(duì)正是基于知識圖譜，構(gòu)建了一套更為“聰明”的草莓AI種植管控系統(tǒng)，最終在產(chǎn)量和投入產(chǎn)出比上都取得最高分，奠定勝局。

推動數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展

“我們希望能夠建立一個長期的、規(guī)?；母偧计脚_，通過全國‘頂尖農(nóng)人和世界‘人工智能的切磋與較量，來充分激發(fā)青年學(xué)者的想象力與創(chuàng)造力，最終探索出一批適用于小農(nóng)生產(chǎn)模式的、低成本、可復(fù)制的AI農(nóng)業(yè)應(yīng)用，并且通過將人工經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化，來為農(nóng)產(chǎn)區(qū)提供植物AI種植模型。”拼多多副總裁陳秋表示。

趙春江透露，目前中國的農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到5778億元，預(yù)計(jì)到2025年能夠達(dá)到1.26萬億元，發(fā)展速度非?？?，所以抓住數(shù)字技術(shù)機(jī)遇，快速發(fā)展農(nóng)業(yè)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，對農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

數(shù)字技術(shù)給中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村變革帶來重大機(jī)遇。趙春江表示，新一代信息科技給生產(chǎn)生活和社會治理帶來很大影響，變革了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，在工業(yè)領(lǐng)域是智能制造，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域就是智慧農(nóng)業(yè)。

“電腦替代人腦、機(jī)器替代人力、自主替代進(jìn)口，這是中國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展最重要的三件事?！壁w春江強(qiáng)調(diào)，為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)、農(nóng)村美、農(nóng)民富的目標(biāo)，需要充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)特別是人工智能的重要作用。科研人員和社會力量，要瞄準(zhǔn)國家重大需求，攜手突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，研制核心產(chǎn)品，加快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)變革。

此次參賽的各支隊(duì)伍，在享受探索人工智能在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的喜悅之時，也開始嘗試將比賽成果轉(zhuǎn)化為可行性的數(shù)字農(nóng)業(yè)解決方案，并已在田間地頭應(yīng)用實(shí)踐。

AI組亞軍智多莓隊(duì)來自云南，是一個橫跨農(nóng)業(yè)科研、數(shù)據(jù)分析和人工智能等領(lǐng)域的復(fù)合型團(tuán)隊(duì)。智多莓隊(duì)在比賽期間便留意如何讓比賽成果惠及中小草莓種植戶。2020年10月31日起，智多莓隊(duì)向昆明市滇池西岸的一百余戶草莓種植戶提供AI種植支持服務(wù)，并和其他三支參賽頂尖農(nóng)人隊(duì)伍達(dá)成合作意向，幫助他們在產(chǎn)地建設(shè)數(shù)字農(nóng)業(yè)工作站，提高草莓種植的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)水平。

CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊(duì)也決定將比賽成果進(jìn)行商業(yè)轉(zhuǎn)化，并著手建立一個標(biāo)準(zhǔn)化的草莓知識庫，將種植草莓的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化成知識，向全國草莓種植戶開放，讓小農(nóng)戶也可以獲得頂尖專家的種植經(jīng)驗(yàn)。

AiCU隊(duì)是由7位在荷蘭留學(xué)的中國青年學(xué)者組成的團(tuán)隊(duì)，此次比賽讓團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，針對傳統(tǒng)種植中植物生長的單一項(xiàng)目進(jìn)行控制有很好的推廣前景。他們表示，等待疫情結(jié)束之后，將回國創(chuàng)業(yè)。

盡管國內(nèi)農(nóng)業(yè)AI種植應(yīng)用還處于早期階段，但此次比賽讓業(yè)內(nèi)看到了AI種植巨大的商業(yè)前景，這將吸引更多高科技人才投身農(nóng)業(yè)，共同推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字革命。