蔬菜幼苗在集裝箱里成長，種植者輕觸屏幕，就可以調(diào)節(jié)氣溫、濕度、光線等變量，如此“賽博朋克”的場面，已經(jīng)真實(shí)地出現(xiàn)在近期的一場“種菜”比賽中。

日前，2024光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第四屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽在上海市崇明區(qū)光明花博邨啟幕。在去年開展集裝箱植物工廠種植比拼的基礎(chǔ)上，本次大賽將植物工廠設(shè)計(jì)、改造的主動權(quán)交給參賽隊(duì)伍，探索未來農(nóng)業(yè)的更多可能性。開賽前的40多天里，賽博農(nóng)人隊(duì)、上海農(nóng)科院隊(duì)等6支決賽隊(duì)伍，已完成集裝箱改建環(huán)節(jié)的較量，此后進(jìn)入AI種植這一核心環(huán)節(jié)的比試。

“中國要走自己的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，必須擁有自己的核心技術(shù)和產(chǎn)品，這也是本次比賽集結(jié)一線青年科學(xué)家積極參與的動力所在?！敝袊こ淘涸菏俊肄r(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江已連續(xù)四屆擔(dān)任賽事評委。在他看來，5G、人工智能、云計(jì)算、機(jī)器人技術(shù)等數(shù)字技術(shù)與植物工廠的融合，是下一步主攻方向。

一個長5米、高度超過2.4米的巨型裝置內(nèi)，至少4組半徑約30厘米的滑輪組拉動鉸鏈，帶著逾兩米長的食品級不銹鋼種植槽緩慢旋轉(zhuǎn)——墨泉隊(duì)的創(chuàng)新機(jī)械吸引了全場目光。這種旋轉(zhuǎn)式種植架在國內(nèi)并不常見，研究植物工廠多年的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、本次賽事評委之一賀冬仙也坦言：“這支隊(duì)伍的特色在于中西方技術(shù)的融合創(chuàng)新。”

大到架構(gòu)設(shè)計(jì)，小到滑輪組件，這套裝置都凝聚著隊(duì)員的巧思?！霸诳臻g利用率、氣候一致性、采摘便捷度等方面，旋轉(zhuǎn)式栽培架具有優(yōu)勢?！蹦?duì)隊(duì)長秦楚漢說，由于飲食習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差異，歐美植物工廠的設(shè)計(jì)理念與國內(nèi)流行的日本流派，差異很大，“我們把在加拿大學(xué)習(xí)、創(chuàng)業(yè)期間積累的想法、創(chuàng)意帶到大賽上，和國內(nèi)各地的植物工廠團(tuán)隊(duì)交流，也算是拋磚引玉?！?/p>

如何利用哪些前沿技術(shù)、設(shè)計(jì)怎樣的創(chuàng)新方案，去挑戰(zhàn)集裝箱種植這一垂直農(nóng)業(yè)賽道的“天花板”，是本次大賽各隊(duì)比拼的核心。

作為上屆比賽的冠軍，上海農(nóng)科院隊(duì)設(shè)計(jì)了一套總共6層的可移動式垂直吊掛栽培架。從植株的育苗期到成長期，這些架子逐漸展開，可為每架生菜留出20厘米的生長間距，整個空間可種植1600余株生菜，是目前6支隊(duì)伍中種植數(shù)量最“激進(jìn)”的方案。

“如果采取保守策略，可以延續(xù)不可移動的常規(guī)植物工廠模式，但這又有什么挑戰(zhàn)性？”上海農(nóng)科院隊(duì)隊(duì)長苗辰表示，“比賽是交流研究技術(shù)、落地創(chuàng)新成果的契機(jī)。向著衛(wèi)冕冠軍的目標(biāo)，我們必須更加大膽地創(chuàng)新。”

拼多多集團(tuán)高級副總裁、首席發(fā)展官朱政表示：“青年人才的創(chuàng)新思維、科技能力和科研精神對于農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展至關(guān)重要?！薄岸喽噢r(nóng)研科技大賽”從云南的高原溫室，到上海的都市植物工廠；從比拼種草莓、番茄到種生菜；從傳統(tǒng)種植到AI種植，每個改變，都意味著在探索未來農(nóng)業(yè)的道路上又朝前邁進(jìn)了一步。

與“靠天吃飯”的傳統(tǒng)種植不同，集裝箱植物工廠不僅不受天氣影響，還擁有一套“智慧大腦”，操作人員動動手指，就能完成整個空間內(nèi)的澆水、施肥、調(diào)光、補(bǔ)溫等流程。為了展示不同燈光和栽培架轉(zhuǎn)速下生菜的生長狀態(tài)，秦楚漢掏出手機(jī)輕觸屏幕上的幾個按鍵，集裝箱內(nèi)燈光立刻從藍(lán)色變成紫色，栽培架轉(zhuǎn)動速度明顯快了起來。

保障農(nóng)產(chǎn)品供給安全離不開良法良機(jī)，良法是先進(jìn)的種植技術(shù)、管理方法，良機(jī)則是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備和智能化農(nóng)業(yè)科技裝備等。而在今后，AI很有可能成為良法良機(jī)的重要技術(shù)支撐。每支入圍決賽的隊(duì)伍都有自己的AI技術(shù)特色，“一鍵種菜”的科技夢想正在照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

“想要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，智能裝備一定是主力軍。”在展望這場充滿想象力的決賽時，賀冬仙說，“在智能裝備的基礎(chǔ)上，利用AI技術(shù)顛覆傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，植物工廠一定是最具顛覆性的重要體現(xiàn)，也是生產(chǎn)力向新突破的典型范本?！?/p>

“我們采用了大模型和小模型的組合，實(shí)時監(jiān)控集裝箱內(nèi)各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，并給出調(diào)整方案?！本G葉先鋒隊(duì)隊(duì)長于景鑫舉例介紹，臺風(fēng)來臨前的上海天氣濕熱，生菜也急需“降溫”。大模型午后向于景鑫發(fā)出“降溫提醒”，小模型迅速跟進(jìn)提示“通風(fēng)20分鐘”，他只要點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，生菜就可以散熱了。

“構(gòu)建深度模型需要大量的數(shù)據(jù)，我們前期花了很多的時間或者做很多的實(shí)驗(yàn)去采集這個數(shù)據(jù)，然后再判斷這個數(shù)據(jù)的合理性?！本G葉先鋒隊(duì)成員趙金彭是計(jì)算機(jī)專業(yè)出身，在他看來，AI輔助下實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化生產(chǎn)是未來農(nóng)業(yè)的主要特征。

在不少參賽者看來，此次比賽并非僅僅為了探索技術(shù)高點(diǎn)，還要保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，同時降低種植門檻，展現(xiàn)出方案的商業(yè)想象力，促進(jìn)比賽成果向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化才是最終目的。

在9月21日的賽會青年科學(xué)家沙龍上，上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會科技處處長徐杰表示，植物工廠是上海市重點(diǎn)布局的農(nóng)業(yè)科技新賽道之一，需要綜合運(yùn)用機(jī)械、AI、生物等學(xué)科交叉技術(shù)，開展協(xié)同創(chuàng)新，并推動高校、科技機(jī)構(gòu)與企業(yè)的深度合作，加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

“舉辦挑戰(zhàn)賽就是要把農(nóng)業(yè)科研與產(chǎn)業(yè)打通，把實(shí)驗(yàn)室與市場打通，通過農(nóng)研競賽搭建舞臺，創(chuàng)建產(chǎn)學(xué)研合作平臺，吸引匯集更多優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)和科創(chuàng)企業(yè)投身科技農(nóng)業(yè)?！惫饷魇称芳瘓F(tuán)總經(jīng)濟(jì)師邵黎明表示。

“學(xué)習(xí)”“交流”“借鑒”，參賽選手在接受記者采訪時，這幾個詞頻頻出現(xiàn)。參賽的6支隊(duì)伍有著不同背景和不同的思路，既有理論扎實(shí)的“學(xué)院派”，也有面向市場的“產(chǎn)業(yè)派”。在比拼的氛圍中，新的理念和思路都體現(xiàn)了出來，在不同的方法路徑上碰撞出靈感火花。

多次斬獲佳績的賽博農(nóng)人隊(duì)從2020年首次參賽至今，一直堅(jiān)持“對話植物、高效生產(chǎn)”的理念。其核心原理是，通過監(jiān)測集裝箱內(nèi)二氧化碳與水的消耗量，判斷整個環(huán)境是否適合植物生長，同時借助機(jī)器視覺輔助判斷植株是否健康，并據(jù)此進(jìn)行環(huán)境調(diào)控。

室墨司源隊(duì)以上海交通大學(xué)師生為核心成員，在能耗智能管控方面具有突出優(yōu)勢?！吧蠈帽荣?，我們在植物生理模型方面向其他團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)了很多。再次參賽，我們希望繼續(xù)積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，能夠打造一個任何利用植物工廠技術(shù)種植蔬果的團(tuán)隊(duì)，都能高效操作的開源平臺?！标?duì)長熊元科表示。

作為工科團(tuán)隊(duì)的代表，熊元科在決賽首秀中打開了諸多“腦洞”，比如，層架式栽培與動態(tài)導(dǎo)軌的組合、節(jié)能率達(dá)到25%～35%的新型反光膜、預(yù)計(jì)能讓作物生長提速60%～70%的椰殼腐殖土，以及準(zhǔn)備讓作物聽上音樂，觀察具體聲波或赫茲對植物吸收養(yǎng)分的影響。

經(jīng)過4年的發(fā)展，“多多農(nóng)研科技大賽”已從探索期邁向了更加注重實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的新階段，吸引了更多“產(chǎn)業(yè)派”團(tuán)隊(duì)的加入。

首次參賽就闖入決賽的葉菜俠隊(duì)來自山東濰坊。據(jù)隊(duì)長解曉巍介紹，公司2020年成立以來，專注于沙拉菜、中國菜、中草藥材、合成生物等綠葉草本類作物標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝研究，目前已經(jīng)在日本、韓國、阿魯巴、泰國等國家和地區(qū)落地植物工廠模式。

得益于過往在植物工廠建造產(chǎn)業(yè)鏈上的積累，該團(tuán)隊(duì)僅耗時8天就完成了集裝箱改建的硬件交付，是速度最快的團(tuán)隊(duì)。與一些“學(xué)院派”從最大化提升產(chǎn)量的視角不同，解曉巍更看重對植物和種植者的“友好度”，他們?yōu)槊總€種植單元安裝了遮光簾，配備了專屬的空調(diào)風(fēng)管，讓作物擁有“五星級”的居住體驗(yàn)；同時設(shè)計(jì)了工具豐富且全部標(biāo)簽化處理的設(shè)備間，希望種植小白也能無障礙操作。（杜娟）