經(jīng)過兩天的線上答辯和激烈角逐，近日，第五屆“多多農(nóng)研科技大賽”初賽評(píng)比結(jié)果出爐，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)組建的賽博農(nóng)人隊(duì)（Cyberfarmer）、上海企業(yè)歐普照明牽頭的OPPLE智莓隊(duì)、上海交通大學(xué)領(lǐng)銜的莓立方隊(duì)和浙江企業(yè)塔金麥主導(dǎo)的擬生態(tài)隊(duì)四支隊(duì)伍突圍成功，闖入決賽。

  本屆大賽共吸引了全球46支團(tuán)隊(duì)、超300人報(bào)名，參賽者主要來自高校、科研院所、企業(yè)等，背景多元，其中還有17支隊(duì)伍來自俄羅斯、日本、韓國等海外國家。經(jīng)過專家評(píng)委首輪篩選，22支隊(duì)伍進(jìn)入初賽，包括兩支韓國企業(yè)隊(duì)伍。

▲ 本屆大賽由拼多多、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷主辦，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和浙江大學(xué)聯(lián)合主辦，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部對(duì)外經(jīng)濟(jì)合作中心、上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會(huì)和上海市奉賢區(qū)人民政府指導(dǎo)，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織駐華代表處和上?，F(xiàn)代服務(wù)業(yè)聯(lián)合會(huì)支持。

 

  針對(duì)賽制，初賽隊(duì)伍需提交長10米、寬5米、高4米的植物工廠建設(shè)方案以及國產(chǎn)草莓種植方案，由包括中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任、首席專家趙春江在內(nèi)的12名專業(yè)評(píng)審打分。晉級(jí)決賽的四支隊(duì)伍在科技農(nóng)業(yè)的掌控力、人工光種植、AI應(yīng)用和生態(tài)育苗等方面表現(xiàn)突出。

  作為本次大賽的核心技術(shù)主辦方，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院擁有多年的草莓植物工廠種植研究經(jīng)驗(yàn)，建立了全球首個(gè)草莓香氣品質(zhì)定向調(diào)控的光配方數(shù)據(jù)庫，通過精準(zhǔn)環(huán)境控制與裝備創(chuàng)新，顯著降低草莓植物工廠的能耗強(qiáng)度。依托已有研究成果和經(jīng)驗(yàn)，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院負(fù)責(zé)本次大賽賽事細(xì)則和執(zhí)行細(xì)節(jié)的制定，從頂層設(shè)計(jì)上塑造可復(fù)制的草莓植物工廠種植范式，并為本次創(chuàng)新大賽提供全程技術(shù)支持。

 “用工程科技實(shí)現(xiàn)基于人工光的智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，用AI 賦能草莓工廠化生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、高效智能和增產(chǎn)增效是本屆大賽值得關(guān)注的亮點(diǎn)。”本屆大賽評(píng)審委員會(huì)主席趙春江表示。

  拼多多集團(tuán)首席發(fā)展官、高級(jí)副總裁朱政表示，“多多農(nóng)研科技大賽”可以為未來農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供一些可能成為現(xiàn)實(shí)的實(shí)施路徑。通過搭建高能級(jí)發(fā)展平臺(tái)，拼多多不斷吸引更多創(chuàng)新人才和企業(yè)參與到農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中，為助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、鄉(xiāng)村振興全面發(fā)展提供了新的動(dòng)力源泉。

 

  海內(nèi)外團(tuán)隊(duì)節(jié)能增效“各顯神通”

  隨著“多多農(nóng)研科技大賽”的影響力不斷擴(kuò)大，越來越多具有國際背景的農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)、種植企業(yè)組隊(duì)參賽。兩支來自韓國的企業(yè)隊(duì)均表示，希望通過比賽，和其他國家的高水平團(tuán)隊(duì)切磋交流，互相學(xué)習(xí)。在初賽現(xiàn)場，來自韓國的K垂直農(nóng)場（K-Vertical Farm）團(tuán)隊(duì)展示了圓柱形的植物工廠新型灌溉系統(tǒng)，其創(chuàng)意性和實(shí)用性獲得了評(píng)委的高度認(rèn)可。

▲22支國內(nèi)外團(tuán)隊(duì)參加了本屆大賽初賽的角逐，歷時(shí)兩天。

 

  本次大賽評(píng)委、浙江大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師周艷虹表示，植物工廠節(jié)能設(shè)計(jì)的場景適配性、對(duì)人工光草莓種植難點(diǎn)的認(rèn)知深度和實(shí)操經(jīng)驗(yàn)、種植技術(shù)是否創(chuàng)新和完備、AI管理策略的可操作性與實(shí)效性，以及單位面積產(chǎn)量及品質(zhì)的量化預(yù)期，是其本次初賽評(píng)審關(guān)注的重點(diǎn)。

  比賽期間，國內(nèi)選手的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)組建的賽博農(nóng)人隊(duì)已是大賽的“五朝元老”。今年，他們?cè)O(shè)計(jì)的八列可移動(dòng)式栽培架，讓評(píng)委眼前一亮。相比固定的栽培架，他們的“創(chuàng)意”在預(yù)留穿梭空間的同時(shí)，將空間利用率提高到200%，預(yù)計(jì)容納粉玉草莓4088株，180天采收1600公斤，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于目前的大田種植。

  能耗方面，賽博農(nóng)人隊(duì)將上屆比賽研發(fā)的多源節(jié)能調(diào)控技術(shù)“發(fā)揚(yáng)光大”，通過引入外界冷源降溫，使空調(diào)能耗降低40%以上，同時(shí)通過冷凝水回收，將水分生產(chǎn)效率提高300%以上。此外，他們還建立與草莓“生物鐘”相匹配的LED光照策略，找到最佳光照時(shí)長和強(qiáng)度，既顯著提高草莓的花芽質(zhì)量，提升產(chǎn)量和品質(zhì)，又“讓電費(fèi)花得更值”。

  上海交通大學(xué)領(lǐng)銜的莓立方隊(duì)對(duì)AI算法的應(yīng)用有著獨(dú)到的見解。這套智能種植系統(tǒng)可以根據(jù)草莓的生長特性建立數(shù)字模型，并結(jié)合人工智能算法，自動(dòng)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)植物工廠里的光、溫、濕等環(huán)境條件。系統(tǒng)還會(huì)不斷積累、學(xué)習(xí)種植數(shù)據(jù)，優(yōu)化種植算法，實(shí)現(xiàn)更好品質(zhì)、更高產(chǎn)量。

  該團(tuán)隊(duì)還表示，其設(shè)計(jì)的植物工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)和整套AI算法系統(tǒng)可以進(jìn)一步沉淀為數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行銷售。這是他們?cè)趯で笊虡I(yè)化方面的創(chuàng)新想法。

  大賽評(píng)委、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授李道亮評(píng)價(jià)稱：“他們的方案展現(xiàn)出基于作物表型建立精確識(shí)別作物養(yǎng)分的人工智能算法優(yōu)勢(shì)，人工智能與種植工藝結(jié)合的特色非常突出?！?/p>

  另一支決賽晉級(jí)隊(duì)伍——擬生態(tài)隊(duì)背靠浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，隊(duì)長蔣桂華是該院草莓育種與栽培專家,選育過“越秀”等8個(gè)國產(chǎn)草莓品種。該團(tuán)隊(duì)的核心思路是模仿自然生態(tài)環(huán)境，以“水”為載體，精準(zhǔn)控制植物生長所需元素，建立一個(gè)可控的閉環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到零污染零排放的綠色種植。

  對(duì)于模擬自然生態(tài)的水培系統(tǒng)面臨根系溶氧不足等情況容易出現(xiàn)爛根的問題，他們通過在營養(yǎng)液中加注溶氧和應(yīng)用微生物菌劑的方法，可以減少根系病害。目前，該模式已在新西蘭、卡塔爾和新加坡等國家成功落地。

  根據(jù)規(guī)劃，擬生態(tài)隊(duì)在50平方米種植間放置192條種植槽，種植草莓4600株，比賽期間預(yù)估總產(chǎn)量1900公斤，正常每株越秀草莓產(chǎn)量140克/茬。

▲圖為擬生態(tài)日光種植實(shí)驗(yàn)的草莓苗栽種環(huán)節(jié)。何政洋|攝

 

  歷屆大賽產(chǎn)學(xué)研融合程度最深

  對(duì)于初賽階段的比拼，大賽評(píng)委、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師賀冬仙表示，這是歷屆比賽中跨界融合、產(chǎn)學(xué)研合作程度最深的一次：“22支初賽隊(duì)伍中，有一半以上為企業(yè)牽頭或企業(yè)獨(dú)家報(bào)名參賽，三分之一以上報(bào)名團(tuán)隊(duì)為三家及以上單位聯(lián)合組隊(duì)參賽?！?/p>

“多家智能裝備團(tuán)隊(duì)都融合了草莓育種專家與種植專家，而以草莓種植或育種團(tuán)隊(duì)為主的團(tuán)隊(duì)則融合智能裝備與AI專家?！辟R冬仙說。

  以四強(qiáng)隊(duì)伍之一的OPPLE智莓隊(duì)為例，該團(tuán)隊(duì)由來自荷蘭瓦赫寧根大學(xué)、歐普照明等農(nóng)研院校及企業(yè)的9位跨專業(yè)成員組成，團(tuán)隊(duì)成員學(xué)科背景互補(bǔ)，擁有深厚的科研能力和豐富的落地經(jīng)驗(yàn)。其方案的亮點(diǎn)在于采用最新的照明技術(shù)，把光集中到草莓身上，而非白白散到空氣中，實(shí)現(xiàn)節(jié)電34%。同時(shí)，低谷儲(chǔ)能和高峰放電的措施，有望實(shí)現(xiàn)電能利用率提升近一倍。

▲“多多農(nóng)研科技大賽”新賽季以草莓為種植對(duì)象，與首屆比賽在高原溫室種植草莓不同，本次比賽考查團(tuán)隊(duì)在全人工光的植物工廠進(jìn)行AI種植。韓共▕攝

 

  大賽決賽將于9月在上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷舉行。屆時(shí)，四支隊(duì)伍將根據(jù)各自設(shè)計(jì)的搭建方案分別落地一個(gè)50平方米的植物工廠，自主選定國產(chǎn)草莓品種，按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)擬定的種植方案展開為期6個(gè)月的種植比拼。賽事評(píng)審將從植物工廠設(shè)計(jì)與建設(shè)、種植成果、成本與能耗、路演與文本總結(jié)維度進(jìn)行綜合評(píng)估。最終獲勝隊(duì)伍將分享總額超過100萬元的獎(jiǎng)金。

  今年是拼多多連續(xù)第五屆牽頭舉辦“多多農(nóng)研科技大賽”，該系列賽事也已成為拼多多推動(dòng)農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展和科技普惠的重要抓手。4月初，拼多多推出“千億扶持”計(jì)劃，加碼平臺(tái)高質(zhì)量發(fā)展生態(tài)建設(shè)，而農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新是平臺(tái)高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。“千億扶持”計(jì)劃將加大專項(xiàng)資金投入，支持“多多農(nóng)研科技大賽”等推動(dòng)前沿技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用、推廣的賽事，加速前沿人才的跨學(xué)科融合，助力農(nóng)業(yè)科技商業(yè)化攻堅(jiān)。

  本屆“多多農(nóng)研科技大賽”產(chǎn)學(xué)研融合更為深入的趨勢(shì)，也是科技農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的縮影。趙春江強(qiáng)調(diào)：“AI與工程科技和農(nóng)藝結(jié)合實(shí)現(xiàn)無人化高效生產(chǎn)，多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)調(diào)控能流、物流、信息流，大幅度提高復(fù)雜農(nóng)業(yè)系統(tǒng)效率，將成為農(nóng)業(yè)科技，特別是數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)在全球的未來發(fā)展趨勢(shì)?！?/p>

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