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「科技农人」,可能是未来的当红职业

发布时间:20-11-16

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「科技农人」,可能是未来的当红职业

极客公园 极客公园 2020-07-27


在云南高原,用人工智能远程控制的草莓种子,要开始生长了。

平地很少,土地零散的分布在大山里,这是云南省怒江州典型的地貌。

常年湿热、降水量大,按理说,土壤和气候都并不适合种植高要求的作物,但当地的村民却热衷于种植草莓。

即便种植条件比较差,经验有限,但村民们却很坚定。「因为在比较边远和贫困的地区,种植草莓成了大家脱贫的希望。」建智科技首席专家程飚对此深有感触,他们曾经为村民提供草莓种植的科技支撑。

「在实际农业生产中,只要帮助农民解决一些实际的小问题,对于品质和产量就会有很大提升。」

云南,怒江大峡谷地貌

他意识到,传统的草莓种植模式在云南会遇到认知、种苗、技术、设施、采购和市场等问题,「专家资源有限,但种植问题无限。」

长期从事大数据、图像识别、光谱识别领域的他,一直在探索如何用技术来实现简单可复制、精细化培植的种植模式。他在找一个突破口。

身在荷兰的闵钱希曦,是全球顶尖农业学府荷兰瓦赫宁根大学的博士。她本身就是一位云南人,出于对农业的热爱,这两年一直在参加一些探索智慧农业前沿的比赛,以此来积累数据,同时检验新的种植理念。

抱有不同但又相似的追求,前不久,他们各自所组成的队伍都进入到了「第一届多多农研科技大赛」决赛。他们将去研究并落地:通过算法来远程「定制」草莓的口味和产量。

从选手招募,到初赛答辩,极客公园一直对这项比赛进行了见证与报道。

云南省农业科学院的专家团队,为此次比赛准备的「章姬」草莓

在决赛中,以青年科学家为主的 4 支 AI 队伍,和来自草莓种植强县的 4 支顶尖农人队伍,将开展为期 120 余天的高原草莓「人机」种植竞赛。

可以感受到,掌握前沿技术、理念的人正在改变农业这个古老的产业。这些由程序员、科学家、擅于运用科技工具的农人构成的人群,将成为新一代的农人。我们可以暂且称之为「科技农人」。

在决赛于云南昆明正式启动的当天,我们和这些队伍深入地聊了聊,关于「科技农人」,关于 AI 与人的关系,关于对农业领域的亲身感受,以及怎么改造这个世界。


你得看到真实的农村

程飚所在的智多莓队是一支来自云南本土的混编强队,由 11 位来自中国科学院自动化研究所、昆明市农科院的专家组成,产业经验丰富。

程飚介绍,在推广过程中,即便是将先进的技术方案教给了村民,他们也很难完全照做。「他们更愿意按照自己的习惯来,这导致方案效果大打折扣。」

新技术推广的难度不仅仅体现在村民的接受度上,也体现在农业人才减少上。联合国粮食及农业组织减贫与创新官员董乐也有相似的亲身经历。「我们走了很多贫困县发现,即便是有了网络和电脑,但当地的电商办公室或者信息化平台办公室,很多时候都是大门紧锁。我们找到当地的领导,他们说村里面没有这方面的人员。」

世界各国农业就业人口都在呈现下降趋势,中国最为明显。农业人才的稀缺似乎正成为一种不可逆的趋势。此次比赛评委,中国农业大学信息与电气工程学院教授、国际信息处理联合会(IFIP)农业先进信息处理专委会主席李道亮表示,「未来 30 年,劳动力减少这个趋势是不以人的意志为转移的。会有越来越少的人从事农业领域,劳动力会越来越贵,这是不可逆转的。」

云南昆明,每支 AI 组决赛队伍都会配备一个独立的智能温室大棚

他觉得「无人农场」的解决方案会成为未来的主流,「这次疫情给我极大的震撼,什么都能停,但农业不能停。农业停了没有吃的。如何在无人的状态下还能生产出高品质的产品,是现在搞农业自动化必须要梳理的问题。」

科技不能纸上谈兵。中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任及首席专家赵春江认为,未来,小农仍将是我国农业生产经营的主要组织形式。同时,电商的发展也离不开农产品的标准化。因此,如何让技术真正发挥作用,与农业深度融合,促成一个消费体系,而不是只能展示演示,是发展智慧农业的关键。

「就目前技术水准来看,人工智能大规模取代农民尚需时间。」传统队伍「圣野浆果富民队」队长马廷东觉得,人可以根据不同环境立马调整,机器未必,数据积累需要更长时间,并且智慧农业及设施农业的投资回报率并不高。他判断,AI 是农业的未来趋势,但还需要很远的路要走。


让农民成为「技术工人」

AI 完全进入农业当然需要一个过程。来自传统代表队伍的纪荣喜是全国劳模,虽然身在传统队伍中,但他认为农业生产中的人工智能应用是必然趋势。

他在镇江的实验大棚里,也加装了补光、补温、温湿度传感器,以及水肥一体化设备。「我 60 岁可能就不种草莓了,将来谁来种?怎么种?这是个亟待解决的问题,如果人工智能能学习到几十年的种植经验,那是最好不过。」

比赛基地内,纪荣喜在为草莓定植做前期准备工作

实际上,即便是 AI 组,大家提的更多的是「用 AI 辅助人,而不是替代人」。

「当前的人工智能,是大数据和深度学习为代表的弱人工智能,更高级形式则是碳智能和人机混合智能。」CyberFarmer.HortiGraph 队伍的代表林森认为,顶尖农人们所担心的「人被机器取代」的问题,并不存在。

闵钱希曦所在的 AiCU 队一共有 7 名成员,队伍中有 4 位博士,3 位硕士,目前都在荷兰不同领域、不同公司和不同机构工作,涵盖了从作物模型、植物生理、采后品质、电子工程、AI 算法和应用数学等各个领域。

他们将完全在国外参与这次比赛,闵钱希曦介绍,「人类的知识和经验仍然在农业生产中扮演非常重要的角色,我们希望未来的世界是任何 AI 共存的世界。人工智能将替代人类比较繁杂的工作,但是会作为强有力的工具服务于人类创造性的工作,同时也是一个强大的分析工具,让人类可以进行更好的生产工作。」

AI 组的队伍将通过物联网等设备来远程控制施肥、光照等数据

她认为,「人类的知识和经验,可以和 AI 共存,并且用更简单、更可持续方法为每个人提供优质美味的蔬果」。

「数字化的农业一定是未来的趋势,但我们需要有一条从现实走向未来的路径。」程飚说,这条路径要更多照顾到人的因素。智慧农业最终应该解决两个系统问题,一个是当前劳动力不足的问题,一个是当前技能不足的问题。

也正是遵循这样的理念,他们的参赛方案是用人工智能来做辅助,一个是对专家的辅助,一个是对种植人的辅助。「用算法训练机器的同时,也希望可以训练农人,让其灵活掌握应用这套技术,让农民变成技术工人,能够对草莓生长节点和模型对应,进而提升整个草莓的商品化率和附加值。」

这样,让 AI 融合进专家经验,也能让专家有更多精力去解决一些特殊的问题。


120 天:前沿科技与小农户

实际上,这次多多农研科技大赛吸引了大量的优秀队伍,在初赛中,有一支叫「红海行动」的队伍同样令我们印象深刻。

他们在初赛中,提出了用智能机器人和物联网设备执行种植的方案,可以利用机器人来实现在合适的时间自动、精准地采摘草莓,进而提升商品果率,以及大幅减少人力成本。

不过,对于本次的 AI 组来说,算法是他们比拼的重点。「红海行动」也因此比较遗憾地未能进入到决赛中。但队长邓捷说,团队的数字化种植探索并未停止。就在前段时间,他们结合初赛评委的意见,邀请了一位中国农科院研究作物模型的专家加入,「我们一起搭建了个小团队,在各个地方开展试验,可以和决赛队伍开展一场『云比赛』」。

决赛开始前,AI 组的选手正在调试数据接口

在决赛中,各支队伍种出的草莓,将经历严格的评估:产量及品质、投入产出比、算法及种植策略的先进性等。多多农研科技大赛组委会负责人兰克介绍,比赛的关键,在于利用能源及农资最少,种出的草莓品质最优。

NJAI. 莓队长、南京农业大学教授倪军介绍,利用多样性传感器及作物生长感知技术,可以有效减少化肥、农药用量,提升产量和品质。此前,他们已经有过成功经验。「采用新技术的种植策略,肥料利用率可达到 50% 以上。」倪军表示,经过实地测算,亩省水 70%、省肥 50% 左右,相当于每亩地节约了 350 元,而且还能省下 400 元的劳动成本。

看得出来,决赛正式开始后,队长们已经跃跃欲试了。

接下来,在为期 120 天的远程种植过程中,由人工控制生长的草莓长势会如何,在云南高原的这片实验室里还会发生些什么?参赛的青年科学家们会有什么新的感悟?前沿的实验成果能否顺利应用到产业里、解决小农户的问题?

对于他们踏上的这条新道路,极客公园将继续保持关注,并将进展传递于你。

责编:Benico

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