「AI番茄」背后，科技农人的新图谱
编者按：本文来自《瞭望东方周刊》，作者骆晓昀覃柳笛，36氪经授权发布。
团队成员在云南“多多农研科技大赛”的温室中做现场数据采集（莫斯提/摄）
2002年，中国农业大学水利与土木工程学院教授、博导贺冬仙学成归国，她很快进入教研一线，“当时我可能劝过大部分学生：不要读博士，不要进入农业行业，工资太低了，也看不到更大的发展前景。”贺冬仙说到。
然而，此后十年，巨变悄然而至。贺冬仙的招生人数不断增加，且所有学生几乎都回到了农业科研、教学、营销等工作一线。
在她看来，设施农业的春天已经到来。这个春天将会既暖且长。
在北京种云南番茄
27岁的杨浩是第二次参加多多农研科技大赛。2020年7月至12月，他作为贺冬仙团队成员，参加了第一届多多农研科技大赛，荣获AI组一等奖，在团队中负责图像识别技术的照片素材提取及草莓生长环境监测。
“第二届多多农研科技大赛种的是番茄。番茄与草莓，种植技术有区别，在栽培经验上中国农业大学都很有优势。”杨浩说到。
2021年8月，第二届多多农研科技大赛正式启动。9月21日，喜柿Hamato、番茄快长TomaGrow、农圣大脑Horti-AI和智茄CyberTomato团队，四支决赛队伍脱颖而出。中国农业大学信息与电气工程学院副教授赵然和中国农业大学工学博士杨浩是智茄CyberTomato团队的正副队长，团队参赛理念是“科技兴农”。
据悉，“多多农研科技大赛”由拼多多、中国农业大学、浙江大学联合主办，并在联合国粮食及农业组织和荷兰瓦赫宁根大学的技术指导下进行。
位于云南昆明的“多多农研科技大赛”赛事基地（莫斯提/摄）
进入决赛的四支队伍已奔赴位于云南的“多多农研基地”，进行为期6个月的番茄种植决赛，并在番茄产量、品质、环境影响，以及算法策略、商业可行性上展开全面比拼。
“多多农研基地”位于云南省昆明市，比赛期间每支队伍的赛场是一座96平方米的阳光温室。方寸间，种植了六行此次参赛品种“荷兰Dlicious”番茄，每支队伍需选择其中一行作为比赛的测产行。
“我们选择了中间行测产，考虑光、温度、水、肥等综合因素，中间行变数最小。3个月来，这一行已经产出三批番茄共11.62公斤，不过我们自己还没尝到过呢。”杨浩说。
比赛期间，每名队员只要在自己电脑上安装一个远程控制端，就可以联通“多多农研基地”的电脑系统，根据需要控制比赛温室。因此，尽管决赛过半，参赛队员都还未踏足云南。
AI比老天爷可控
智茄CyberTomato由两个小团队组成，副队长杨浩带领的博士团队负责种植生产管理，队长赵然带领的AI团队负责AI视觉技术。
杨浩的团队每天采集数据后，会分享一个包含环境、生长、植株数据的日志，以此为根据得出第二天乃至下一周的管控需求。赵然团队则会结合管控需求和图片数据、病害数据等，建立预测信息数据库。
赵然本科毕业于哈尔滨工程大学，拥有贯穿如一的工学学科背景，他笑称自己是“农业里搞计算机的老师”。
“‘种番茄’比赛中，我们尝试把AI技术应用于番茄植物信息监测。通过图片分析，预测每个生长阶段叶片、花还有果实的大概数量，叶片量用于计算蒸腾效率、光合效率等方面；而通过果实数量的预测，则能获知这串果子能否成为合格商品，只有每串8到16颗的番茄果串才是符合标准的商品果。”赵然说到。
通过视觉技术试别果实、病虫害等问题后，“多多农研基地”的工作人员根据相应信息人工处理相关问题。“与单一视频监控不同，计算机通过图像和数据库分析判断并指出问题，实现了全自动过程。只要温室种植智能化程度足够高，机器人或一些机械装置也将有条件介入，自动去除有病植株、叶片和果实，这是未来的发展方向。”赵然说。
尽管农业是最传统的行业和学科，农业问题却也是最复杂的问题之一。现代工业环境相对可控，而农业生产“仰以鼻息”的气象信息、光照条件等都不可控。如何应用先进科技与农业生产相结合，促进农业更新换代，是摆在这一代年轻科学家面前的大课题。
在赵然看来，应用AI等最新技术与传统农业结合，是实现产业升级的途径。学科交叉带来技术赋能，传统行业的发展将进入新维度。
青年才俊引领农业现代化
2022年1月，中国国家统计局发布最新数据：2021年人口净增长为48万。
“多多农研科技大赛”评审组成员、中国农业大学教授李道亮此前透露：当前，我国的劳动力人口以及农业研发型人才都存在很大缺口。而在我国从事农业劳动的一线劳动力普遍年龄在55岁至60岁之间，“80后”农民占比不足5%，推动农业数字化已成为急迫性问题。
与此同时，无论是对中国还是世界，粮食安全始终是巨大挑战。
据联合国粮农组织统计，到2050年，全球人口将达到90亿。这意味着粮食生产必须提高70%才能够满足需求，同时还要考虑到环境保护和适应气候变化等问题。充分利用创新与科技迫在眉睫，共同努力才能实现零饥饿和其他可持续发展目标。
令人欣喜的是，“多多农研科技大赛”正传达出行业的新趋势，越来越多的青年科学家愿意奔赴农业一线，年轻一代的农研工作者开始崭露头角。
2021年第一届大赛中，约有80%的参赛者是“90后”，第二届参赛队伍更年轻化，大部分参赛队员为“90后”“95后”，甚至不乏“00后”的身影。
杨浩团队中，27岁的博士杨瑞梅在比赛中负责控水补光。她来自云南大理，是从传统农耕家庭走出来的科技新农人；27岁的博士梁钜文负责控制番茄的“补肥”数据，硕士毕业从事植物研发工作两年后，他选择继续深造，为回到农业一线加强理论研究基础。
贺冬仙说到：“2015年后，设施农业产业链发生巨变。众多新兴产业蜂拥而入，新技术被不断引进，产业呈现出欣欣向荣的态势，这也为我们科研服务产业提供了很好的契机。”
第一届“多多农研科技大赛”结束后，贺冬仙的研究室受到业界集中关注。2020年12月与2021年6月，团队先后被中国草莓产业大会及世界草莓产业大会邀请，介绍人工智能技术如何服务于草莓高架栽培。
“高产高效，就一定会得到产业界关注。科研与产业接轨的优异案例，将帮助技术人员在产业中赢得更多尊重，这就达到了我们参赛目标：培养年轻人，为产业界带来好风气。”贺冬仙说。
2018年，赵然归国，选择了农业作为自己的跨学科应用方向。他说这既是“机缘巧合”，更因为看到了广阔的前景和巨大的空间。他是李道亮口中那些“有着不同背景的青年才俊”的缩影。这些青年才俊们将齐心协力，共同引领农业现代化。
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