它们可能更新鲜、口感更脆爽,成长过程中无须担心恶劣景象的影响,不受病虫害、农药的困扰,不过售价也会更贵——至少现阶段是如此。
当我第一次走进20英尺的集装箱式植物工厂,见到这些4-6层不等的栽种架,满心好奇:它有点像超市里的冷鲜柜,成百上千株生菜小苗,从每一层的栽种槽里冒出头来,身姿笔挺,充满了生命力。
秋分前一天,6安排景互异的高校院所、创业公司团队齐聚上海崇明岛。前期,他们已完成集装箱改建环节,现在正式进入为期3个月的AI栽种较劲:在纯人工环境中水培生菜“优雅”,末了50天的栽种成果计入终极成绩,其间不许可参赛者进出集装箱。
这是2024光明多多垂直农业寻衅赛暨第四届“多多农研科技大赛”决赛给出的命题作文。
当代化农业正在吸引90后、00后扎堆种地。科技的力量,也让农业从传统的“看天用饭”转向标准化生产。而这一次,更要探索办理植物工厂家当化过程中的难点,节能、减耗、创新等成为关键词。
启动仪式现场 拍照 杨小慧
当AI遇上植物工厂
我们日常吃的生菜,常日35天旁边,就能从种苗终年夜成熟。它品种繁多,个中“优雅”的株型都雅、口感脆甜、长势强、产量也高,是植物工厂常见的模式作物,多用于汉堡、三明治、火锅涮菜等场景。
一批“做事”过2021年中国第十届花博会的集装箱,便是这次决赛的“农田”。为了种出量大质优的“优雅”,同时担保低能耗,6支参赛队须要各显神通。
参赛军队的集装箱 拍照 李傲
“自主设计的叶菜专用LED成长光源,根据生菜的不同成长阶段调节光谱和光强。早期,蓝光会占主导,有助于植株形态的矮化;中期采取红蓝光组合;到了后期,红光更突出,以促进植株的增高和株幅的扩展。”依托国家农业智能装备工程技能研究中央、北京市农业技能推广站联合组建的绿叶先锋队,11名成员全是博士。在这次比赛中,他们按照所学专业,分为水肥、光照、环控、AI算法等小组,各司其职。
绿叶先锋队自主设计叶菜专用LED成长光源
在传统的陆地栽种中,农人依赖履历与大自然协作造就作物,而在全封闭的集装箱中,植物成长环境可精准调控,参数完备量化。
水肥、光照等小组的成员,探求到一个空想的栽种环境,网络干系数据交给AI算法组,演习AI栽种模型。他们采取的是大模型和小模型的组合,前者紧张卖力在全体集装箱内部进行宏不雅观环境调控,后者则针对每一列的不同特性,进行更为风雅的调度。
在此过程中,“模型须要结合实际情形,进行动态调度和优化。”打算机专业出身的小赵首次涉足农业,他坦言在最初构建模型时考虑的成分还比较有限。
与这些初次参赛的00后比较,赛博农夫队的杨浩显然已是履历丰富,这是他第四次参加多多农研科技大赛,从当年随着师兄做项目的小师弟,变成了带队“大哥”。
正在中国农业大学生物环境与能源工程专业读博的杨浩,对《火星接济》中的“火星种土豆”念念不忘。“去年参赛时,我们开拓了植物光合性能监测系统,处于试用阶段。经由一年的完善,今年我们把这项技能嵌入集装箱中,可精准掌握二氧化碳用量,预测生菜成长量,同时借助机器视觉赞助判断植株是否康健。”
“想要实现农业大国向农业强国的转变,智能装备一定是主力军。”在参不雅观各支军队的集装箱时,大赛评委、中国农业大学水利与土木工程学院教授贺冬仙说,“在此根本上利用AI技能,植物工厂一定是最具颠覆性的主要表示,也是生产力向新打破的范例范本。”
集装箱种菜正在走进现实
在参不雅观环节,来自上海的墨泉队集装箱前,挤满了看热闹的人。这是全场唯一一款旋转式栽种架,长5米、高度超过2.4米。60块栽种槽在传输链条的带动下,沿着垂直方向缓慢移动,形成一个大回环,每15分钟转一圈,共享一套灌溉系统。
目前,天下各国的集装箱式植物工厂尚未在设计上形成统一范式,较为主流的有日本的层架式、新加坡和加拿大的旋转式、美国的垂直式等,各有上风。
“旋转式的紧张上风在于节能、局部景象改进、空间利用率等方面。比如,每个栽种槽会转至管理职员面前,可节省走廊空间,增加栽培区域;动态环境避免了局部温度过高档情形,使蔬菜成长更稳定,降落整体散热能耗和本钱。”队长秦楚汉手中拿着一块平板电脑,可远程调用摄像头查看栽种情形、调节环境参数。
墨泉队的旋转栽培架 拍照 李傲
1992年出生的秦楚汉,从小对花花草草感兴趣,在加拿大西安大略大学完打算机后,开始专注于深度集成AI和算法栽种的垂直农业技能。2022年,他带着团队和全套技能返国,连续在植物工厂领域施展拳脚,种过豌豆尖、草莓,也种过中草药,目前在上海已有小规模的商业化考试测验。
作为家当派的代表,秦楚汉考虑更多的是商业化问题:“不管当前市场规模如何,作为企业,都得先让它运转起来。收入可反哺科研,推动技能创新,形成良性循环。”
当来自“中国蔬菜之乡”山东潍坊寿光的叶菜侠队亮相时,很多人想听队长解晓巍讲讲故事。
“其实在当地,大家栽种绿叶菜的意愿并不太强烈,由于它们不是高经济代价作物。人们更倾向于栽种番茄、黄瓜、甜椒等单价较高、经济代价更大的作物。”也因此,他希望通过科技的力量,来办理绿叶蔬菜全时令生产供应的问题。
叶菜侠队在每个栽种单元安装遮光帘,来缩小不同位置的光强差。拍照 李傲
得益于过往积累,叶菜侠仅用8天便完成了集装箱改建的硬件交付,是速率最快的团队。解晓巍也更看重对植物和栽种者的友好度。比如,他们为每个栽种单元安装了遮光帘,配备专属空调风管;在一些团队极力简扮装备仓、扩大栽种仓时,设计工具丰富且全部标签化的设备间,以此降落操作门槛。“集装箱式植物工厂,可以是一个展示发卖的场景,也该当能在分外期间承担应急性的供给保障,还可以是科普教诲现场。”
让年轻人重新认识农业
紧张成员来自上海交通大学的室墨司源队,这次带了一个音箱到比赛现场。播放什么类型的歌曲,可以让生菜长势更好?当围不雅观人群纷纭预测时,25岁的队长熊元科却摆摆手:“与其说是音乐,不如说是声波。我们也想知道详细声波或赫兹对植物接管养分的影响,以是决定做个实验。”
韶光倒回到两年前,彼时的熊元科还对种菜一无所知。机缘巧合下,他加入了第三届多多农研科技大赛的交大军队,所学的能源与动力工程专业,恰好能助力办理植物工厂的能耗问题。
如今,熊元科连续在交大攻读博士学位,并已将植物工厂作为研究方向。“比起从99到100的事情,我更喜好从0到1的事情。”通过这两年比赛,他逐渐感想熏染到了从事聪慧农业的乐趣,并憧憬着未来每户家庭都能拥有智能栽种设备,实现自给自足的蔬菜栽种。
在这次决赛启动仪式上,还有许多像熊元科这样的年轻人。他们此前从未涉足农业栽种,不雅观念、学习方向乃至职业方案却因比赛发生了改变。
绿叶先锋队光照组的小刘,操持深造读博,未来回到河北老家,而AI算法组的小赵准备毕业后返回山西就业,将所学运用于传统农业的当代化转型。在他们看来,与北上广深等大城市比较,家乡和一些偏远地区对付聪慧农业的需求更为急迫。
比赛同时也是绝佳的实践舞台。“虽然理论大家都懂,但真正动手实践时,就会创造理论与现实之间的差距。”小赵如是说。
作为上届多多农研科技大赛的冠军,上海农科院队的参赛人数今年翻了近一倍。他们落地了一套6层的可移动式垂直悬挂栽种架,全体空间至多能种1600多株生菜,是6支军队中栽种数量最“激进”的方案。
上海农科院队可移动式垂直悬挂栽培架,在植株成长期能延展开。 拍照 李傲
他们的想法也很大胆:在这次比赛中积累的生产履历和数据,都会成为植物工厂的宝贵财富。随着数据的不断积累,未来乃至可以用于辅导在火星等其他星球上的栽种活动。
以赛匆匆研 推动家当破局
近年来,全国多地加强农业科技创新与实践,探索发展AI栽种、聪慧农业,借助人工智能为传统农业装上“数字大脑”。而植物工厂是当代生物技能、信息技能、自动化掌握等高新技能综合集成的产物,是未来农业发展的方向。
拼多多从2020年起举办“多多农研科技大赛”,一贯环绕举动步伐农业展开攻坚克难。前两届在云南高原温室的环境下,比拼AI种草莓、樱桃番茄;从第三届开始,“赛场”升级为集装箱式植物工厂。与去年供应同样的集装箱、内部硬件举动步伐不同,今年的比赛首次将集装箱改装设计方案与培植本钱纳入考察。
在戈壁荒原、远洋轮渡、南极、太空,怎么才能吃上新鲜蔬菜?
集装箱式植物工厂,无须依赖自然条件,就能供应稳定产能。
而在大赛评委、浙江大学生物系统工程与食品科学学院教授何勇看来,植物工厂的意义远不但是办理极度条件下的种菜问题,它更能为老百姓不限时令、地域地供应蔬菜,保障餐桌稳定、丰富和新鲜。此外,在植物工厂研发运用的新技能,同样适配于大田、大棚、温室等已实现量产的农业栽种形态。
“当代农业发展至今,已经和人工智能、光学、建筑学、能源科学、机器制造等密不可分。它不再是研究动植物的单一学科,而是须要浩瀚学科研究者‘手牵手’才能持续探寻打破的前沿交叉领域。”贺冬仙表示,“今年的决赛恰好是南北方各三支军队参加,而且各有一家大学、研究所和企业。大家呈现的改建结果与栽种方案各不相同,可谓‘百家争鸣’。”
拼多多集团高等副总裁、首席发展官朱政则认为,青年人才的创新思维、科技能力和科研精神,对付农业新质生产力的发展至关主要。“多多农研科技大赛致力于探索具有前瞻性的农业发展新路径。我们希望鼓励越来越多的青年科学家投身农业领域,冲破行业壁垒,利用技能专长,跨界赋能,为农业注入新活力。”
在持续两天的活动里,人群中总能见到一群穿着校服的中学生,他们负责听着看着、做着条记,时时向参赛队员提问。“三农”的种子,已在又一群少年的心中悄悄播下。
橙柿互动·都邑快报 童蔚