看了AI種草莓，我想回去當(dāng)農(nóng)民

白交 2020-12-31 12:46:33 來(lái)源：量子位

楊凈 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

果然，AI種的草莓，確實(shí)沒(méi)有人工的甜。

今年7月，農(nóng)業(yè)方面標(biāo)簽最明顯的拼多多，發(fā)起首屆“多多農(nóng)研科技大賽”，并打響第一屆草莓「人機(jī)大戰(zhàn)」。

現(xiàn)在，5個(gè)月之后，結(jié)果出爐。

產(chǎn)量方面，AI大獲全勝，但甜度方面，還是人工領(lǐng)先。

如同起初網(wǎng)友關(guān)注的那樣：AI種的草莓，沒(méi)有靈魂。

但當(dāng)真如此嗎？

首屆種草莓人機(jī)大戰(zhàn)結(jié)果

在這次比賽中，四支AI隊(duì)伍利用數(shù)字設(shè)備、AI遠(yuǎn)程種植草莓。

與此對(duì)陣的，是四支傳統(tǒng)農(nóng)人隊(duì)，他們則親臨比賽現(xiàn)場(chǎng)——云南富民，依靠已有的種植經(jīng)驗(yàn)，與AI隊(duì)伍在草莓的產(chǎn)量、品質(zhì)、投入產(chǎn)出比等指標(biāo)上展開(kāi)比拼。

最終，AI在產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比上以高比分戰(zhàn)勝了人類(lèi)。

具體來(lái)說(shuō)，AI組的草莓產(chǎn)量平均值高于傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值196.32%；

投入產(chǎn)出比平均值高出傳統(tǒng)農(nóng)人組平均值75.51%。

而在另一指標(biāo)上——甜度，AI卻不及人類(lèi)。

對(duì)此，大賽技術(shù)支持專(zhuān)家、云南省農(nóng)科院研究員阮繼偉解釋道，

AI組較好的水肥、溫度和空氣濕度控制促進(jìn)了植株的快速生長(zhǎng)和開(kāi)花掛果，實(shí)現(xiàn)了較好的產(chǎn)量。投入產(chǎn)出比與產(chǎn)量正相關(guān)，AI組較高的產(chǎn)量提升了投入產(chǎn)出比。

傳統(tǒng)組栽培基質(zhì)含水量少，相較AI組，果實(shí)甜度更高。

不過(guò)，AI在甜度方面，當(dāng)真不能跟人工匹敵嗎？

對(duì)此，AI代表們”不服”，而且也有農(nóng)業(yè)AI領(lǐng)域的大牛，給出了原理說(shuō)明。

AI種植不簡(jiǎn)單

此次大會(huì)的全程參與者，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授李道亮表示：

甜度控制是生物量和甜度平衡的問(wèn)題，是要生物量，還是糖濃度？

相較于產(chǎn)量、投入產(chǎn)出比分別的196.32%、75.51%這種高比分差距，傳統(tǒng)農(nóng)人組的果實(shí)甜度整體均值僅超AI組5.24%，也不算啥了。

李道亮教授是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授、國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)（IFIP）農(nóng)業(yè)先進(jìn)信息處理專(zhuān)委會(huì)主席，可謂是國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域權(quán)威，對(duì)AI變革農(nóng)業(yè)這件事有發(fā)言權(quán)。

在他看來(lái)，這場(chǎng)比賽真正的難點(diǎn)，其實(shí)在于形成實(shí)時(shí)的、正確的決策。

每支隊(duì)伍的草莓AI種植管控系統(tǒng)，需要通過(guò)傳感器獲取外部環(huán)境、水肥等數(shù)據(jù)，再基于設(shè)定的草莓生長(zhǎng)模型，向控制草莓生長(zhǎng)的外部設(shè)備輸出決策。而這一過(guò)程是動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的，貫穿整個(gè)草莓生長(zhǎng)進(jìn)程中的。

就拿此次大會(huì)獲得AI組冠軍的CyberFarmer·HortiGraph聯(lián)隊(duì)來(lái)說(shuō)，一開(kāi)始看到數(shù)據(jù)不對(duì)，就趕赴現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是智能化溫室里的設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題。

另一方面，根據(jù)不同的植物規(guī)律，其生長(zhǎng)模型也不同。

來(lái)自荷蘭阿姆斯特丹的AiCU隊(duì)，是以他們的優(yōu)勢(shì)——用來(lái)種植西紅柿的長(zhǎng)效生長(zhǎng)模型，運(yùn)用到草莓身上，然后按照文獻(xiàn)中的指示調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的參數(shù)，結(jié)果長(zhǎng)勢(shì)不好，葉子偏多，獲得季軍。

也就是說(shuō)，通用模型不適合農(nóng)作物。

李道亮教授舉了一個(gè)形象的例子。

每一種植物都有它天生的一些規(guī)律，種草莓和西紅柿之間的差距，并不能簡(jiǎn)單遷移，每個(gè)物種有每個(gè)物種的規(guī)律。

此外，雖然這次大賽還沒(méi)有考察，但如果把另一些”要素”加入其中，結(jié)果也會(huì)不同。

比如微量元素的控制，就如植物中的鈣、鎂、硒，這是當(dāng)前機(jī)器學(xué)習(xí)暫時(shí)還不能做到的，仍然需要栽培專(zhuān)家不斷調(diào)節(jié)肥料的含量，來(lái)看對(duì)植物的品質(zhì)有什么影響。

所以說(shuō)，AI種植、AI農(nóng)業(yè)，確實(shí)不簡(jiǎn)單。

AI農(nóng)業(yè)三個(gè)階段

當(dāng)與其他產(chǎn)業(yè)一樣，AI與農(nóng)業(yè)的結(jié)合，同樣來(lái)到了一個(gè)黃金時(shí)間點(diǎn)。

因?yàn)槌巳说亩贪澹夹g(shù)問(wèn)題已經(jīng)很成熟。

“人如果沒(méi)有研究清楚的話(huà)，人工智能也沒(méi)有辦法。但人工智能，可以做到人不可能做到的精細(xì)水平。”李道亮教授如是說(shuō)。

在李道亮教授看來(lái)，AI農(nóng)業(yè)還可以分成三個(gè)階段，現(xiàn)階段只是初級(jí)人工智能階段——遠(yuǎn)程控制。

就是人把模型建好，知識(shí)圖譜搭建好，傳感器記錄數(shù)據(jù)，人只需要觀察然后對(duì)他下指令。這次比賽就讓業(yè)內(nèi)看到了AI種植的可行性、商業(yè)性。

第二階段，是無(wú)人值守，或者盡可能少的人來(lái)支持。

第三階段，也是最高級(jí)的，它自己有自主學(xué)習(xí)、自主決策、自主識(shí)別、自主作業(yè)的能力。到時(shí)候，AI已經(jīng)是一位有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民了。

除了技術(shù)層面，外部環(huán)境來(lái)看，數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也很有前景。

兩方面來(lái)理解，一個(gè)是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，另一個(gè)是數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

一個(gè)是利用現(xiàn)有的裝備（比如傳感器）、網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字化手段，提升農(nóng)業(yè)效率，提高產(chǎn)量，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

另一個(gè)則是，利用數(shù)字化技術(shù)、數(shù)據(jù)來(lái)掙錢(qián)的行業(yè)，比如拼多多上一些賣(mài)農(nóng)產(chǎn)品的電商。

李道亮教授介紹道，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化較為普遍一些，但整體來(lái)看規(guī)模都比較小。

而成立五年、電商平臺(tái)里最“親農(nóng)民”的拼多多，正在從數(shù)字產(chǎn)業(yè)化到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進(jìn)行轉(zhuǎn)變，推動(dòng)著數(shù)字農(nóng)業(yè)變革。

經(jīng)常使用拼多多的用戶(hù)相比很熟悉他們的運(yùn)營(yíng)模式——直接與各地的農(nóng)戶(hù)合作，讓水果從田間地頭直接快遞到家門(mén)口，沒(méi)有中間商賺差價(jià)。

還時(shí)不時(shí)有百億補(bǔ)貼、農(nóng)民豐收節(jié)……這樣的活動(dòng)。

光去年一年，農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)副產(chǎn)品的成交額就超過(guò)了1364億元，成為中國(guó)最大的農(nóng)產(chǎn)品上行平臺(tái)，同比增速保持在100%以上。

拼多多副總裁陳秋曾表示：“拼多多起家于農(nóng)業(yè)、立命于農(nóng)業(yè)。”

而這次多多農(nóng)研科技大賽，則是拼多多的新嘗試。

陳秋介紹：

通過(guò)建立一個(gè)長(zhǎng)期的、規(guī)模化的競(jìng)技平臺(tái)，通過(guò)全國(guó)‘頂尖農(nóng)人’和世界‘人工智能’的切磋與較量，來(lái)充分激發(fā)青年學(xué)者的想象力與創(chuàng)造力。

最終探索出一批適用于小農(nóng)生產(chǎn)模式的、低成本、可復(fù)制的AI農(nóng)業(yè)應(yīng)用，并且通過(guò)將人工經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化，來(lái)為農(nóng)產(chǎn)區(qū)提供植物AI種植模型。

為什么是農(nóng)業(yè)？

因?yàn)樗阒匾瑓s又往往容易被忽略。作為最古老的產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到每一個(gè)人的吃飯問(wèn)題。

甚至不無(wú)夸大地說(shuō)，搞好農(nóng)業(yè)，和發(fā)射火箭一樣重要。

畢竟發(fā)射火箭的人也得吃飯，未來(lái)移民火星之后的首要問(wèn)題也是種糧食和吃飯。

而且農(nóng)業(yè)也有自身特點(diǎn)，依賴(lài)于時(shí)空條件，所謂的“看天吃飯”。

加之我們國(guó)家的地理特點(diǎn)，在機(jī)械化工業(yè)革命里，農(nóng)業(yè)沒(méi)能展開(kāi)手腳，難以普遍地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。

然而現(xiàn)在，在AI時(shí)代里，有天時(shí)地利人和，是時(shí)候可以更加關(guān)注新技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用了。

一方面，作為根本性產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到14億人溫飽，關(guān)系到社會(huì)的長(zhǎng)治久安，如果能夠更高效生產(chǎn)糧食蔬菜水果，功德無(wú)量。

另一方面，如此每一個(gè)人都息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如果能夠更高效，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，都能雙豐收。

區(qū)別于其他時(shí)候，現(xiàn)今數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)條件，都已經(jīng)展現(xiàn)在眼前，如果利用好時(shí)機(jī)， 也能縮小貧富差距，幫農(nóng)助農(nóng)。

在李道亮教授的研究中，利用技術(shù)手段幫助農(nóng)業(yè)變革的人才，也開(kāi)始有了新稱(chēng)謂——“新農(nóng)人”。

他們不僅有技術(shù)手段，而且還切實(shí)回報(bào)家鄉(xiāng)，幫助農(nóng)業(yè)農(nóng)村變革，最后還享受著變革的成功，過(guò)著真正田園牧歌式的現(xiàn)代生活。

說(shuō)實(shí)話(huà)，可能要不了幾年，新農(nóng)人就會(huì)成為時(shí)代新風(fēng)尚，田園牧歌式的生活，就會(huì)成為城市打工人仰慕的新場(chǎng)景。

最后，拼多多這樣的公司，在解決了農(nóng)產(chǎn)品在線(xiàn)銷(xiāo)售難題后，又開(kāi)始行動(dòng)起來(lái)參與到農(nóng)業(yè)的供給側(cè)改革中，并且通過(guò)種草莓這樣的比賽，讓人看到了AI等前沿技術(shù)變革農(nóng)業(yè)的可能性和可行性。

相應(yīng)的帶頭效應(yīng)，或許也能讓更多懷抱社會(huì)責(zé)任和擔(dān)當(dāng)?shù)钠髽I(yè)、技術(shù)人才加入其中。

AI的紅利，會(huì)真正在黑科技、工業(yè)產(chǎn)業(yè)之后，流向農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民。

李道亮教授說(shuō)：

AI農(nóng)業(yè)可以打破時(shí)間和空間資源的分散。我們對(duì)農(nóng)業(yè)的關(guān)注度和投入度，還有很多事情可以做。