当AI模型算法被用来种生菜
人工智能算法,已经应用在种菜上了。
2023年6月27日,光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”揭晓比赛结果。记者从今年的参赛成果中看到,广泛应用模型算法,结合人工智能科技,让今年的比赛成为了新科技赛场。
据悉,今年的比赛共集结了全球30支高水平的团队、150多位青年科学家报名,15支队伍进入初赛,最终4支队伍进入决赛。
最终,何立中博士带领的上海农科院队最终摘得冠军,并夺得“最高产量奖”。这支农学家团队曾为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训。来自中国农业大学的“赛博农人”队荣获大赛第二名与“最佳节能奖”。上海交通大学博导鲍华带领的“生生不息”队与极星农业创始人徐丹领衔的“生菜快长”队并列第三。
今年的考题是比赛队伍比拼“种生菜”。
位于上海崇明的光明母港垂直农业研究中心的四个集装箱里,参赛队伍必须在没有土壤与日照的条件下,通过精细调控温、光、水、肥、气,不断设计优化智能算法,以更低能耗、更短时间种出更高产量、更好品质的水果生菜品种“翠恬”。专业评审会从外观色泽、产量品质、算法策略、能耗成本、商业价值等多个维度,对四支决赛团队的种植结果进行综合评审。
作为此次的冠军队伍,上海农科院团队拿下了本次比赛最高产量,单层生产效率是每天每平方米0.18千克,大概是传统生产的5.4倍。如果依照本次比赛进行三层种植的推广,则为传统种植的16.2倍。而且,单株的商品性和品质都要优于传统种植,全程不使用农药,更安全。
上海农科院队针对该种植环境开发了一套智慧种植决策管理系统。该系统融合植株的生长模型、光截获模型、蒸腾模型等算法,实时收集各类传感器回传的数据,尤其是利用深度相机多源采集图像数据进行植株长势监测,可辅助有关光配方优化、环境调控、缓解烧心以及及时采收等方面的种植策略判断。
“此次赛用集装箱式植物工厂并非生产型,仅安装了三层层架,如果增加种植架层数,提高空间利用效率,以我们的种植方案推算,生产效率完全可能达到每天每平方米0.4千克的国际先进水平。”上海农科院队何立中博士表示。
另外一支参赛队伍“赛博农人”则针对二氧化碳供给量、泄漏量、植物呼吸速率、同化物分配模型等问题,开发了一套智能监测系统。
该队队长郑建锋透露,该队通过固定在生菜正上方的摄像头获取了生菜的冠层图像,设计了群落状态下的单株生菜冠层面积识别算法,建立了冠层面积与鲜重之间的关系模型,可以实现基于机器视觉识别的生菜生物量监测。
“如果将他们的种植方案运用到大型植物工厂,每千克生菜的耗电量可以降低到9.5度,优于1千克生菜10度电的行业较高水平。”郑建锋表示。
记者获悉,本届比赛结束后,作为主办方之一,拼多多鼓励获奖团队进一步完善农研成果,把技术方案应用到广袤的田间地头,让青年科学家的聪明才智与时代的需求结合起来,助力农户增收与乡村振兴。
在此前两届的比赛中,一批农业科技已经成功得到转化应用。
例如,首届“多多农研科技大赛”获奖团队“智多莓”就在比赛过程中看到技术产品化的市场前景,从而决定成立“智多莓”公司,帮助中小种植者提升效益。
目前,“智多莓”已形成智能灌溉、智能温室环控等硬件、软件、算法产品,截至今年一季度已在辽宁、云南、安徽、内蒙古、上海、北京等地输出40套系统,用于辅助草莓、蓝莓生产。
在乡村振兴重点帮扶地云南省怒江州老窝村,“智多莓”为当地搭建数字化草莓生产体系,使得老窝村草莓产业常用工成本下降30%以上,包括肥料支出减少2500元/亩、植保支出减少1000元/亩。
而“赛博农人”队在此前赛事中积累的营养液配方动态调整技术,目前已被写成科普论文,所有数据也已嵌入模型,形成了标准算法,正在北京小汤山基地应用。
“科技在上海蔬菜产业发展中一直发挥着重要作用。田头打硬仗,笔尖下功夫,40年前上一辈专家首次引进大棚,到今天多多农研科技大赛的年轻学者比拼智慧种植,是一次场景创新,是对上海农业科技发展的传承。”朱为民在颁奖典礼上分享了自己对“蔬菜、设施、科技”的观点。
“拼多多连续举办了三届’多多农研科技大赛’,我们希望借此促进农业领域的技术交流、创新和发展,推动我国农业技术的高质量发展。”拼多多党委书记、高级副总裁王坚认为,这一赛事可以吸引更多的青年农业创新人才和优秀的现代农业企业参与农业领域的科技创新,还可以促进农业科技成果的转化和应用,提高农业生产的效益和竞争力,为农业高质量发展提供有力支持。
联合国粮农组织驻华代表处助理代表张忠军针对此次比赛点评到,“本次大赛为广大青年科学家提供了展示创新能力与创业精神的平台。赛事涌现的优秀选手,或将成为未来中国乃至全球农业科技领域的重要力量。”
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