近日，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”于上海落下帷幕。本次大賽匯聚了16支參賽隊伍、142位國內(nèi)外優(yōu)秀青年專家學者，參賽隊員覆蓋農(nóng)藝、軟、硬件工程、算法工程、商業(yè)推廣等領(lǐng)域，最終有6支參賽隊伍成功闖入決賽。

作為拼多多在數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要嘗試之一，“多多農(nóng)研科技大賽”已經(jīng)連續(xù)舉辦四年。從云南的高原溫室，到上海的植物工廠；從草莓、番茄，到生菜；從傳統(tǒng)種植到AI種植；從成品集裝箱到自主設(shè)計建設(shè)，大賽始終圍繞設(shè)施農(nóng)業(yè)攻堅克難，旨在吸引更多科技人才和企業(yè)參與到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中來，推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進高質(zhì)量發(fā)展。

“多多農(nóng)研科技大賽，自啟動以來，便承載著探索農(nóng)業(yè)科技新邊界、賦能現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型、助力鄉(xiāng)村振興的使命?！逼炊喽喔呒壐笨偛?、首席發(fā)展官朱政表示，各支隊伍通過自己的鉆研和探索，證明了數(shù)字技術(shù)和人工智能能夠有效賦能現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，智慧農(nóng)業(yè)不僅大有可為，更是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

一、“新農(nóng)人”齊聚，在交鋒中不斷突破

今年比賽，各參賽隊伍比拼的是種植散葉生菜品種“優(yōu)雅”，種植挑戰(zhàn)賽共持續(xù)150天，其中，前100天為集裝箱設(shè)計、建設(shè)、設(shè)備調(diào)試與種植測試環(huán)節(jié)，在此期間參賽選手可自由進出比賽集裝箱，后50天進入實際種植階段，參賽隊伍不允許進入箱內(nèi)。種植挑戰(zhàn)賽對實際種植階段（后50天）成果量化評分，并邀請大眾評審匿名品鑒、打分。最終，組委會從設(shè)計與建設(shè)、種植成果系統(tǒng)穩(wěn)定性與經(jīng)費控制、路演與文本總結(jié)四個部分評分，依據(jù)加總分數(shù)決出本屆大賽的名次和獎項。

上海市農(nóng)業(yè)科學院園藝所所長、上海市綠葉蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家朱為民向記者介紹，集裝箱植物工廠在產(chǎn)業(yè)中的特殊之處在于，生產(chǎn)的蔬菜品質(zhì)相對高，安全，可以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈。并且占地面積小但產(chǎn)量高，可以放置在居民區(qū)、商場等場景，直接為消費者提供新鮮優(yōu)質(zhì)安全的蔬菜。

本次進入決賽的共有6支隊伍，分別是賽博農(nóng)人隊（Cyberfarmer）、上海農(nóng)科院團隊、墨泉隊（MARY）、葉菜俠隊（Leafyman）、綠葉先鋒隊、室墨司源隊。參賽隊員的背景豐富，不僅僅有來自專業(yè)院校的“學院派”，為了攻克植物工廠產(chǎn)業(yè)化過程中的難點，本屆大賽吸引了更多“產(chǎn)業(yè)派”隊伍參賽。

其中，賽博農(nóng)人隊隊員都是來自于中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室下的植物生理環(huán)境研究室。賽博農(nóng)人隊的隊長楊浩向記者介紹，他們的專業(yè)是農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程，屬于工農(nóng)交叉學科，在他博士五年間，前期一直學種植各種各樣的作物，既要具備農(nóng)學知識，也要結(jié)合工科的基礎(chǔ)。葉菜俠團隊則是來自一家專門做農(nóng)業(yè)的植物工廠和做水培系統(tǒng)的公司，在參賽前他們也有猶豫，擔心比賽會耽誤公司業(yè)績，但最終還是決定參賽。

墨泉隊更為特殊，隊長秦楚漢是計算機科學系畢業(yè)的，之后在智能硬件創(chuàng)業(yè)公司工作，專攻AI方向。來自上海交大的室墨司源隊則以能源與動力專業(yè)為主，也有做農(nóng)業(yè)、設(shè)計和材料的隊員。

上海市農(nóng)業(yè)科學院副院長趙志輝表示，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)，已經(jīng)是一門涉及多學科交叉應(yīng)用的復(fù)雜生產(chǎn)部門，既需要傳統(tǒng)農(nóng)學的科學經(jīng)驗，也需要軟件、機械、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等多種現(xiàn)代科技的綜合支持。

中國農(nóng)業(yè)大學校長、中國工程院院士孫其信同樣提到，全球的創(chuàng)新進入了自1850年第一次工業(yè)革命以來，有人形容是第四次科技創(chuàng)新浪潮。這次的全球創(chuàng)新，它凸顯了以人工智能和生命科技為代表的交叉融合的創(chuàng)新模式。

大賽6支獲獎隊伍的豐富背景正符合這一發(fā)展趨勢。在交叉融合中，僅有20英尺的集裝箱內(nèi)，各支參賽隊伍發(fā)揮自己的長處，通過對植物生長模型、營養(yǎng)液、水肥管理、植物視覺識別、植物栽培管理系統(tǒng)、能耗等方面的分析、設(shè)計以及調(diào)控，在單產(chǎn)、總產(chǎn)、效率上都做到了突破。

上海農(nóng)科院團隊一茬生菜總重突破300公斤，超出預(yù)期一倍，成績斐然；賽博農(nóng)人隊單位種植能耗僅12.25kWh/kg，處在國內(nèi)領(lǐng)先水平；葉菜俠隊單株生菜均重超300克、最大株重達460克，在業(yè)內(nèi)難得一見。

二、以賽促研，創(chuàng)新成果涌現(xiàn)

在不同隊伍的交鋒中，不同學科、不同技術(shù)也在發(fā)生碰撞和交融，涌現(xiàn)出一批頗具實踐意義的創(chuàng)新成果。大賽不僅是比賽舞臺，也成為了未來合作、科研交流的平臺。

作為本次大賽的一等獎的獲獎團隊，賽博農(nóng)人隊將箱體和自然環(huán)境視為一體來研究方案，創(chuàng)新融入了冷源接入、冷凝水回收等系統(tǒng)。

隊長楊浩介紹，團隊的集裝箱主要由密閉式圍護結(jié)構(gòu)、空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)、立體光照種植系統(tǒng)、智能環(huán)控系統(tǒng)、營養(yǎng)液調(diào)控系統(tǒng)五大方面組成。此次比賽，賽博農(nóng)人隊專門為生菜的生長開發(fā)了白紅LED專用燈具，LED光效可達2.0微摩爾/焦耳以上，這款燈具也具備了光環(huán)境可控、發(fā)光效率高、電能消耗少、使用壽命長等特點。此外，他們還開發(fā)了一個遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了云邊式一體化的設(shè)計，用戶可以隨時隨地查看現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并進行一些反饋控制。

11月29日前后，上海迎來一波降溫，團隊開啟了冷源接入系統(tǒng)，空調(diào)日能耗環(huán)比前日降低了50%，如果降溫更早，團隊總能耗可以降更低。此外，生菜在生長后期蒸騰作用更強烈，團隊的冷凝水回收系統(tǒng)也發(fā)揮了極大作用，日回收水源約20升，沒有再注入過更多水，團隊也是6支隊伍中耗水量第二少的。

室墨司源今年則自研了一套全自動智能化運行的種植架系統(tǒng)，巧妙融合了硬件和軟件，讓光強、溫度、濕度、營養(yǎng)液配比、二氧化碳濃度等關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控和執(zhí)行都由可編程邏輯控制器（PLC）統(tǒng)一管理，同時利用樹莓派操作系統(tǒng)來與作為中央通信樞紐的交換機連接，實現(xiàn)無人運行和遠程監(jiān)測、控制。以前做物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控可能需要一個價值3000元的PLC，而用樹莓派操作系統(tǒng)后只要一個幾十元的繼電器就可以，成本降了幾十倍。

熊元科隊長介紹，有了一體化系統(tǒng)，團隊就可以有非常大的自由度和靈活度去進行軟件系統(tǒng)的開發(fā)，不用再請額外的供應(yīng)商去幫我們定做軟件。

目前來看，智能AI種植完全替代人和經(jīng)驗還很難實現(xiàn)。但在部分環(huán)節(jié)，比如通過圖像識別，開放識別作物的生長狀態(tài)，用于環(huán)境控制、水肥管理等已有應(yīng)用空間。綠葉先鋒隊隊員孫維拓認為，未來如果能夠?qū)I智慧管控真正用在生產(chǎn)實踐中，植物工廠肯定是最有可能的一個場景。

要實現(xiàn)這一點，他們認為有三個方面需要突破。其一是模型算法，比如植物工廠的環(huán)境模型，描述室外環(huán)境控制結(jié)構(gòu)對生產(chǎn)環(huán)境的影響，還需要作物生長模型，然后進行集成，構(gòu)建植物工廠作物生長的過程模型，再搭建適用的智能控制算法，就可以更容易實施部署智慧管控。其二，要實施模型和算法，必須要有適配的控制器。以此為基礎(chǔ)，通過智能控制算法，在云端或邊端給出智能決策。其三是各個設(shè)備的穩(wěn)定性，這也是植物工廠的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)高端的連棟溫室、室外大棚等等相比，植物工廠的設(shè)備更標準化，更有利于實施智能控制。

三、不僅僅是比賽舞臺，也是走向商業(yè)化的跳板

比賽雖然已經(jīng)結(jié)束，但是團隊們的創(chuàng)新成果和方案沒有僅僅留在大賽中，部分團隊方案已經(jīng)投入商業(yè)化或迎來合作意向。往屆大賽的優(yōu)秀成果和種植方案，亦已逐漸在部分農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)進行運用，大賽中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的成果正在不斷落地推廣。

多多農(nóng)研科技大賽為參賽隊伍提供了走向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的平臺。

目前，賽博農(nóng)人隊第一屆比賽中沉淀的基于DLI的移動式補光技術(shù)已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利，應(yīng)用于北京小湯山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園，在示范園區(qū)的5000平方米草莓薄膜連棟溫室得到落地，種植出的草莓成色喜人。其基于離子濃度的營養(yǎng)液精準調(diào)控技術(shù)也申請了國際專利，目前正在與北京首農(nóng)翠湖智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新工場進行合作，在他們的玻璃連棟溫室種植番茄。

墨泉隊參賽的這套方案也獲得了不少市場主體青睞，其正在與上海餐飲企業(yè)合作，嘗試種健康綠色韭菜，目前處在試驗階段；公司還與中東企業(yè)嘗試種植羅勒、芝麻菜等沙拉菜品種，在泰國嘗試種植草莓等非熱帶地區(qū)常見水果，希望用技術(shù)滿足更多地區(qū)的不同需求。葉菜俠隊近年來圍繞營養(yǎng)液膜技術(shù)、深液流水培技術(shù)、垂直農(nóng)場等新型栽培技術(shù)、依托山東制造優(yōu)勢，形成了多套自主知識產(chǎn)權(quán)的綠葉菜生產(chǎn)裝備體系，并成功推廣至國內(nèi)外，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。

本次大賽的核心場景是植物工廠。賽博農(nóng)人隊隊長楊浩提到，隨著消費者對綠色無農(nóng)殘有機的高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品需求日益增長，以及城市人口對新鮮穩(wěn)定供應(yīng)的生鮮食品需求強烈。以上海為例，上海每天綠葉菜需求量達到6000噸以上，但是本地生產(chǎn)的綠葉菜僅占40%，60%依靠周邊地區(qū)的供應(yīng)。植物工廠可以提供有力的保障，縮短供應(yīng)周期和供應(yīng)時間，滿足即時消費需求，彌補供需缺口。

他表示，團隊推出了完整的推廣方案，主要包括品牌宣傳，賽事成果轉(zhuǎn)化以及市場合作三大方面，希望將賽事成果品牌化，使用團隊的技術(shù)賦能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)研究成果共享，賦能智慧農(nóng)業(yè)，在市場合作方面與產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈合作，開發(fā)出更多的創(chuàng)新類產(chǎn)品。

上海農(nóng)科院團隊隊長苗辰解讀他們的商業(yè)化思路表示，在起步階段，團隊計劃發(fā)展實惠、高能效、高品質(zhì)的植物工廠產(chǎn)品，慢慢的樹立品牌名聲，讓利于客戶以及合作伙伴。未來，團隊希望可以結(jié)合光伏儲能這個技術(shù)，將育苗期和生長期的能耗折半。

苗辰堅信植物工廠不僅可以落地國內(nèi)，在海外同樣有需求，在法國、沙特阿拉伯、印尼以及俄羅斯等蔬菜價格高，自給率不足的國家都可以有商業(yè)化進展。

朱為民亦對界面新聞表示，植物工廠在全球呈現(xiàn)出一定的發(fā)展態(tài)勢。未來，植物工廠同智能傳感器、機器人以及人工智能等技術(shù)會進一步深度融入，持續(xù)提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量，讓環(huán)境控制和作物管理更加精準化。模式方面，將從單一生產(chǎn)向多功能融合轉(zhuǎn)變，“商場+農(nóng)場”“辦公+農(nóng)業(yè)”等新業(yè)態(tài)會不斷涌現(xiàn)，促進農(nóng)業(yè)與二三產(chǎn)業(yè)交叉融合發(fā)展。

“農(nóng)業(yè)是拼多多的初心?！敝煺诖筚愵C獎典禮現(xiàn)場表示，作為上海本土成長起來的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，拼多多始終堅持立足上海，服務(wù)全國，希望能夠發(fā)揮自身優(yōu)勢，助力中國農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

他提到，未來，拼多多將繼續(xù)堅持在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的投入，更好的服務(wù)于鄉(xiāng)村振興。通過多多農(nóng)研科技大賽這樣的好平臺，深化農(nóng)業(yè)科技研究與應(yīng)用，加強產(chǎn)學研用結(jié)合，不斷創(chuàng)新比賽形式與內(nèi)容，強化農(nóng)業(yè)科技人才培養(yǎng)與引進，為推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)貢獻更多的“多多”力量。