農業的未來將如何前行？國內首屆「人工智慧VS頂尖農人」的數字農業種植競賽給出了新思路。
歷經120天的激烈競爭，首屆「多多農研科技大賽」決賽結果於12月16日揭曉，由中國農業科學院、中國農業大學、國家農業智能裝備工程研究中心和比利時根特大學的青年科學家組成的CyberFarmer·HortiGraph聯隊獲得AI組冠軍。
在中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心首席科學家趙春江看來，目前中國的農業數字經濟規模已經達到5778億元，預計到2025年能夠達到1.26萬億元，發展速度非常快，所以「抓住數位技術機遇，快速發展農業的數字經濟，對農業高質量發展具有重要的意義」。
用數位技術改變中國農業，這也是「多多農研科技大賽」舉辦的初心。拼多多副總裁陳秋表示，作為中國最大的農產品上行平臺之一，拼多多希望通過全國頂尖農人和世界人工智慧之間的切磋與較量，來充分激發青年科學家的想像力創造力，最終產生一批能夠適用於小農生產模式下低成本的可複製的AI農業應用，為農產品帶來更高的附加值。
「AI草莓」
「多多農研科技大賽」是在聯合國糧農組織指導下、由中國農業大學和拼多多聯合舉辦的國內首屆「人工智慧VS頂尖農人」的數字農業種植競賽。賽事吸引了全球超過17支AI隊伍參加，經過初選之後，共有4支AI隊伍入圍決賽，一同進入決賽的還有大賽主辦方特邀及報名的4支頂尖農人隊伍。
7月22日開始，4支AI隊伍分別在阿姆斯特丹、北京、南京和昆明，遠程控制位於雲南富民縣國家高原雲果產業園內的智能化溫室，利用尖端數字設備和人工智慧，遠程種植草莓。4支頂尖農人隊伍則親臨比賽現場，依靠種植經驗，與AI隊伍在草莓的品質、產量、投入產出比等指標上展開全面比拼。
機器能否在農業種植領域戰勝人？12月16日，大賽評委會揭曉了產量、投入產出比和甜度等三項指標的對戰結果：AI組的草莓產量平均值高於傳統農人組平均值196.32%；AI組投入產出比平均值高出傳統農人組平均值75.51%；傳統農人組的果實甜度整體均值高出AI組5.24%以上。
「AI組較好的水肥、溫度和空氣溼度控制促進了植株的快速生長和開花掛果，實現了較好的產量。投入產出比與產量正相關，AI組較高的產量提升了投入產出比。傳統組栽培基質含水量少，相較AI組，果實甜度更高」，大賽技術支持專家、雲南省農科院研究員阮繼偉表示。
在4個月的決賽期間，參賽的AI隊伍建構了各自的草莓AI種植管控系統，讓AI模仿人類專家，實現了草莓種植的自動化。草莓AI種植管控系統，相當於AI種植大腦，其包括生長模型、種植決策、生長狀態識別等模塊，涉及多個機器學習的算法。
比賽過程中，每支隊伍的草莓AI種植管控系統，通過傳感器獲取外部環境、水肥等數據，再基於設定的草莓生長模型，向控制草莓生長的外部設備輸出決策。難點在於形成實時的、正確的決策。各支AI隊伍的最終比賽成績的排名，就在於AI決策的及時性和準確性，換言之，就是AI大腦是否足夠「聰明」。
AI組冠軍CyberFarmer·HortiGraph聯隊正是基於知識圖譜，構建了一套更為「聰明」的草莓AI種植管控系統，最終在產量和投入產出比上都取得最高分，奠定勝局。
CyberFarmer·HortiGraph聯隊林森認為，「當前的人工智慧是以知識、算法和算力為代表的弱人工智慧，人工智慧的更高形式應該是知識、數據、算法和算力等要素構建的更強大的人工智慧。當下農業發展情況應該是人機協同作業的局面，決策系統由專家經驗與人工智慧結合，通過託管式的管控方式，最終形成『人機共舞』的新模式。」因此，林森和他的團隊構建了一套專家經驗與人工智慧結合的智慧決策系統。
林森表示，在此次比賽後，他們希望建立一套可推廣、可複製的草莓自動化生產方式，進一步構建人工智慧的作物生產模式，在若干年內，「少人化」、「無人化」溫室能夠逐步推廣。
農業數位化革命
「農業是人工智慧應用的重要領域之一，農業有它的特點。」誠如趙春江所言，農業經驗性比較強，過去只能靠天吃飯，其具有複雜性、不可控性以及高強度的特點。
趙春江認為，要想實現「農業強、農村美、農民富」的未來場景，科技人員、企業家未來要構建農業人工智慧發展的技術路線圖，從突破關鍵技術、產品研發，一直到系統的集成和應用，要培育信息產業，並引領農業的變革。
此次參賽的各支隊伍，在享受探索人工智慧在農業應用的喜悅之時，也開始嘗試將比賽成果轉化為可行性的數字農業解決方案，並已在田間地頭應用實踐。
AI組亞軍智多莓隊來自雲南，是一個橫跨農業科研、數據分析和人工智慧等領域的複合型團隊。智多莓隊在比賽期間便留意如何讓比賽成果惠及中小草莓種植戶。10月31日起，智多莓隊向昆明市滇池西岸的一百餘戶草莓種植戶提供AI種植支持服務，並和其他三支參賽頂尖農人隊伍達成合作意向，幫助他們在產地建設數字農業工作站，提高草莓種植的經濟效益和環境保護水平。
CyberFarmer·HortiGraph聯隊也決定將比賽成果進行商業轉化，並著手建立一個標準化的草莓知識庫，將種植草莓的相關數據標準化成知識，向全國草莓種植戶開放，使小農戶也可以獲得頂尖專家的種植經驗。
AiCU隊是由7位在荷蘭留學的中國青年學者組成的團隊，此次比賽讓團隊發現，針對傳統種植中植物生長的單一項目進行控制有很好的推廣前景。等待疫情結束之後，他們將回國創業。
儘管國內農業AI種植應用還處於早期階段，但此次比賽讓業內也看到AI種植巨大的商業前景，這將吸引更多高科技人才投身農業，共同推動農業生產的數字革命。
誠然，多多農研科技大賽的結果除了展示人工智慧的力量之外，也為數字農業的發展提供了一些可供參考的思路。陳秋坦言，「我們希望，能夠建立一個長期的、規模化的競技平臺，通過全國『頂尖農人』和世界『人工智慧』的切磋與較量，來充分激發青年學者的想像力與創造力，最終探索出一批適用於小農生產模式的、低成本、可複製的AI農業應用，並且通過將人工經驗數位化，來為農產區提供植物AI種植模型。」
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責任編輯：jhb