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农学与工学博士对阵AI 种生菜

发布时间:2022/10/02 科技 浏览:17

“我们团队拥有在南极极端环境下进行蔬菜生产的成功经验。”

“与常规光照模式相比,我们设计的这套动态光调控方案,预计能够降低苦味40%-60%,产量提高30%-50%。”

9月27日至28日,2022光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”的初赛现场,选手们以远程视频的形式参与线上路演与评审答辩,竞争激烈。

最终,参与比赛的15支队伍中,共有4支团队成功闯入决赛,分别为上海农科院团队、上海交大鲍华团队、CyberFarmer团队以及LettusGrow团队。其中,CyberFarmer团队曾获得首届“多多农研科技大赛”的AI组冠军,而LettusGrow团队则是第二届“多多农研科技大赛”的冠军获得者。

大赛吸引全球30支顶尖团队

150多位青年科学家报名

自8月初开启招募,本次大赛共吸引全球30支顶尖团队、150多位青年科学家报名。在详细沟通与筛选后,共有15支符合要求的高水平队伍进入初赛,来自北京、上海、杭州、苏州等地。而经过比拼,上海与北京各有两支队伍进入决赛。

目前,位于上海崇明的集装箱种植“赛场”已改装完成。决赛选手即将开启一场“没有日照与土壤”的种植大比武,挑战两个月内,以更低能耗、更短时间,种出更高产量、更好品质的“水果生菜”。

“今年的参赛团队水平普遍很高,青年人才的表现可圈可点,提出了很多创新的想法与思路,值得点赞。”大赛评委、上海农科院园艺所所长朱为民表示。

而中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江认为,本次初赛表现出两点可喜之处。首先,几乎所有参赛项目都运用了多学科交叉技术,尤其是AI的新技术应用;其次,选手普遍将创新与创业结合,关注技术推广应用的经济性和生产经营的赢利点,探讨了可持续发展的商业模式。

集装箱“赛场”

迎来一批“生菜博士”

“你们考虑过集装箱的通风问题吗?”“病虫害防治的方案有吗?”“你如何看待种植密度调整带来的人工成本提升?”“在单位能耗的产量方面,你们的具体目标是什么?”……

过去两天,第三届“多多农研科技大赛”在线开赛。15位领队围绕如何在集装箱里种出好吃、高产、实惠的生菜提交种植方案,并展开路演。每支队伍完成陈述后,评审团提出了一系列问题,并对团队进行打分,考核维度包括方案前瞻性、落地可行性、技术推广性、商业化思路、智慧种植等。负责评审工作的10多位专家学者主要来自中国农业科学院、上海农业科学院、中国农业大学、浙江大学、联合国粮农组织等农业科研、高校及企业单位。

“这次的参赛队伍普遍经过充分酝酿,组成了涵盖光学、信息技术、农业种植等学科的综合性比赛团队,综合实力强,业务素质高。”大赛评委、光明母港农业总监王金华认为,初赛比试,各团队充分利用科技手段,打破传统种植观念,提交的方案精彩纷呈,“比赛过程竞争激烈,各显神通。”

最终,经过综合考量,4支团队晋级决赛。其中,上海农科院团队由园艺所何立中博士带领,团队成员在设施栽培、智慧农业方面拥有丰富的理论及实践经验,曾为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训。

另一支入围的上海团队由上海交通大学鲍华教授牵头,集结了农业工程、能源利用、机械工程、计算机科学等农工交叉学科研究力量,阵容强大。该团队此前在上海交大“深蓝计划”项目“无能耗的海上自维持蔬菜种植平台”的支持下,共建基于太阳能光伏、光热利用,有机结合自动控制和浮板栽培技术的系统,初步实现光、水、肥等多因素的匹配和性能优化。

其余两支晋级队伍来自北京,且都是“王者之师”。其中,CyberFarmer团队成员是中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室的青年科学家。他们在首届“多多农研科技大赛”上与HortiGraph组成联合战队,摘得AI组冠军。而LettusGrow团队由北京极星农业总经理徐丹挂帅。他们曾为北京奥运会及冬奥会供应生菜,不久前刚刚荣获第二届“多多农研科技大赛”的第一名,是一支正在冉冉升起的“明星之队”。

值得一提的是,本次多多农研初赛是一场“含博率”极高的挑战赛。数据显示,参加比赛的93名青年选手中,博士达到39人,占比近42%。而四支决赛入围团队,“含博率”更是高达58.3%。

农学家对阵工科博士

两届前冠军同台竞技

集装箱种植生菜为何需要一群顶尖人才组团钻研?

“大赛使用的‘翠恬生菜’是一个全新品种,我们相信参赛选手都有能力种出来,但如何种好是个大问题。温、光、水、肥、气,仅光这一个环节,光周期、光谱、光量子密度这三个要素如何搭配就极大程度影响着作物的产量与品种,更别提其他几大环境要素了。它们叠加的控制难度可谓是指数性增长。”王金华表示。

某种程度上,温室种植可以借助自然光、“靠天吃饭”,而集装箱种植,环境因素都依赖人工调节,对人工决策的容错率更低,挑战更大。而且,能源成本是植物工厂面临的最大挑战之一,如何降低能耗是关系到产品推广与消费者利益的现实问题。

目前,初赛选手提交的种植方案可以分为两种类型,一类是农业学者从作物栽培的需求与规律入手,将传统的种植经验与人工智能结合,优势互补,以获取更佳的种植结果;另一类则是工科专家将生菜种植作为应用场景,以前沿技术解决农业生产的现实难题。

“本届初赛,人才辈出,踊跃赛智,不少团队不仅有理论分析,更有实战经验,充分说明植物工厂领域到达产业化风口,吸引了众多后起之秀跨入行业。”已是第三次担任“多多农研科技大赛”评委的中国农业大学教授贺冬仙感慨道,因为参赛队伍优质,评委打分非常不易。“本次比赛更注重实战经验与智能技术分析的接轨与融合,期待胜出初赛的四个团队再接再厉,在决赛中碰撞出工农学科交叉的火花,也沉淀出产学研学融合的成长空间。”

而朱为民认为,在工学与农学结合方面,选手们可以在决赛阶段进行更加深入的思考与探索。“农科生往往在能源、控制、智能等工科方面认识不足,而工科生对农学的基础认识又不够,在比赛中与同行不断学习和进步,有助于提升解决农业实际问题的能力。”

除了农学家与工科博士之间的对决,即将开始的决赛,亮点多多。例如,都市农业的上海方案与北京成果,谁种出的生菜才是“品质、产量、能耗”的全能之王?又如,“草莓冠军”CyberFarmer团队与“番茄冠军”LettusGrow团队之间还会产生“生菜冠军”吗?

“前两届大赛的成果,验证了数字技术和人工智能能够切实有效赋能农业,智慧农业大有可为。”拼多多高级副总裁朱健翀表示,“今年,我们联合光明母港共同举办第三届大赛,一起协同产业各方,继续以农研大赛的形式,助力推动产业资源要素集聚,解决行业发展面临的关键共性问题,凝聚共识,推动智慧农业快速发展。”